E F Fizica Produce Re A Si Utilizarea Curentului Continuu2009

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 1 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 001

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Energiei electrice de 3,5 kWh , exprimată în funcţie de unităţi din S.I. îi corespunde valoarea: a. 3,5 ⋅ 103 J b. 12,6 ⋅ 103 J c. 0,21⋅ 106 J d. 12,6 ⋅ 106 J (2p) 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, U ⋅ ∆t poate fi scrisă în forma: unitatea de măsură a mărimii R W J a. b. W c. d. J (5p) V V 3. Două conductoare confecţionate din acelaşi material au raportul lungimilor A 1 / A 2 = 4 . Raportul diametrelor celor două conductoare este d 1 / d 2 = 2 . Raportul rezistenţelor lor electrice are valoarea: a. 4 b. 2 c. 1 d. 0,5 (2p) 4. Formula matematică de calcul a rezistenţei electrice echivalente a grupării serie a n rezistoare este: n

a. R e =

∑R

n

i

b. R e =

i =1

∑R i =1

1 i

c.

1 = Re

n

∑R i =1

1 i

d.

1 = Re

n

∑R

i

(3p)

i =1

5. La bornele unui generator electric cu E = 100 V , r = 10 Ω se leagă un consumator. Intensitatea curentului electric prin circuit este I = 2 A . Valoarea rezistenţei electrice a consumatorului este: a. 10 Ω b. 20 Ω c. 30 Ω d. 40 Ω (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 001

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un număr N = 10 generatoare identice cu tensiunea electromotoare E = 2,4 V şi r = 0,4 Ω se leagă în serie la bornele unui circuit, ca în figură. Rezistorul care are rezistenţa electrică R 0 = 6 Ω este confecţionat dintr-un fir metalic cu lungimea A = 50 cm şi aria secţiunii transversale S = 0,1 mm 2 . Determinaţi: a. rezistivitatea electrică a materialului din care este confecţionat rezistorul; b. rezistenţa echivalentă a grupării de rezistoare când comutatorul K este închis; c. intensitatea curentului electric prin circuit când comutatorul K este deschis; d. tensiunea electrică între punctele A şi B când comutatorul K este închis.

Proba E, F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 001

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Două becuri cu puterile nominale P1 = 100 W şi, respectiv P2 = 60 W , legate în serie, sunt conectate la bornele unei surse cu t.e.m. E = 100 V . Puterea electrică furnizată de sursă are valoarea P = 200 W . Ambele becuri funcţionează la parametrii nominali. Determinaţi: a. valoarea rezistenţei interne a sursei; b. valoarea tensiunii la bornele sursei; c. valorile rezistenţelor electrice ale filamentelor celor două becuri; d. randamentul circuitului.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 2 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 002

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Precizaţi care dintre mărimile fizice de mai jos este mărime corespunzătoare unei unităţi de măsură fundamentale în S.I.: a. rezistenţa electrică b. tensiunea electrică c. sarcina electrică d. intensitatea curentului electric (2p) 2. Dependenţa intensităţii curentului electric printr-un rezistor de tensiunea electrică aplicată la bornele acestuia este reprezentată în graficul alăturat. Rezistenţa electrică a rezistorului are valoarea: a. 5,0 Ω b. 3,6 Ω c. 1,8 Ω d. 0,2 Ω (3p) 3. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii fizice exprimată prin produsul I ⋅ ∆t poate fi scrisă sub forma: a. J ⋅ V b. J ⋅ V -1 c. V ⋅ Ω d. W (5p) 4. Trei generatoare electrice identice sunt grupate în paralel. Tensiunea electromotoare a unui generator are valoarea E = 12 V , iar rezistenţa internă a acestuia r = 3 Ω . Tensiunea electromotoare echivalentă şi rezistenţa internă echivalentă a grupării, au valorile: a. 3 V; 1Ω b. 3 V; 3 Ω c. 12 V; 1Ω d. 12 V; 3Ω (3p) 5. Un bec are la temperatura de 00C rezistenţa electrică R0 = 37,5 Ω . Dacă la bornele lui se aplică tensiunea este U = 60 V atunci becul consumă o putere P = 30 W . Considerând cunoscut coeficientul de temperatură

al rezistivităţii filamentului α = 10 −3 grad−1 şi neglijând modificarea dimensiunilor filamentului cu temperatura, temperatura filamentului este egală cu: a. 2600 0 C b. 2500 0 C c. 2400 0 C d. 2200 0 C (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 002

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Porţiunii de circuit cuprinsă între A şi B i se aplică o tensiune electrică variabilă. Dependenţa de timp a acestei tensiuni este redată în graficul alăturat. Valorile numerice ale mărimilor ce caracterizează elementele circuitului sunt: E = 4,5 V, r = 1 Ω, R1=2 Ω, R2 = 6 Ω, R3 = 3 Ω. Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă dintre punctele M şi B; b. intensitatea curentului electric prin R2 la momentul t = 10 s; c. momentul de timp la care intensitatea curentului ce străbate rezistorul R1 se anulează; d. intensitatea curentului prin sursă dacă între punctele A şi B se conectează un fir cu rezistenţa neglijabilă.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 002 Rezolvaţi următoarea problemă: Se consideră circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. Se cunosc: E = 24 V , r = 2 Ω , R1 = 10 Ω şi valoarea intensităţii indicate de ampermetrul ideal (R A ≅ 0 ) , I 1 = 1,5 A . Conductoarele de legătură au rezistenţa electrică neglijabilă. Determinaţi: a. energia consumată de către rezistorul R1 în intervalul de timp ∆t = 5 minute; b. rezistenţa electrică a rezistorului R 2 ; c. randamentul circuitului electric; d. puterea disipată în circuitul exterior.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 3 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 003

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Unitatea de măsură a mărimii egale cu produsul dintre tensiunea electrică şi durată este aceeaşi cu a mărimii egale cu raportul dintre: a. energie şi intensitate; b. putere şi tensiune; c. energie şi tensiune; d. rezistenţa electrică şi intensitate. (2p) 2. Pentru a alimenta un aparat electronic portabil sunt folosite trei baterii identice cu t.e.m. 4,5 V fiecare şi rezistenţe interioare neglijabile, conectate în serie. Dacă, din neatenţie, unul dintre elementele galvanice a fost montat cu polaritatea inversă, tensiunea furnizată aparatului va fi: a. 0 (zero) b. 1,5 V c. 4,5 V d. 9 V (3p) 3. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, rezistenţa electrică a unui conductor poate fi determinată cu ajutorul formulei: a. R = ρ ⋅ A ⋅ S −1 b. R = ρ ⋅ A −1 ⋅ S −1 c. R = ρ ⋅ A ⋅ S d. R = ρ −1 ⋅ A ⋅ S (5p) 4. Înmulţind rezistenţa echivalentă a grupării în serie Rs a două rezistoare ohmice R1 şi R2 (R1 > R2) şi rezistenţa echivalentă a grupării rezistoarelor R1 şi R2 în paralel Rp obţinem Rs·Rp = 18 Ω2, iar împărţind aceste rezistenţe echivalente obţinem Rs:Rp = 4,5. Rezistenţa R1 a primului rezistor este: b. R1 = 9 Ω; c. R1 = 18 Ω; d. R1 = 36 Ω. (3p) a. R1 = 6 Ω; 5. Un generator de t.e.m. continuă alimentează un circuit electric a cărui rezistenţă electrică poate fi modificată. Atunci când rezistenţa echivalentă a circuitului este egală cu rezistenţa internă a generatorului: a. intensitatea curentului care parcurge circuitul are valoarea maximă. b. tensiunea la bornele generatorului are valoarea maximă. c. puterea electrică debitată de generator în circuitul exterior are valoarea maximă. d. randamentul circuitului electric are valoarea maximă. (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 003

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul alăturat conţine: un acumulator A cu t.e.m. E0 = 12 V şi r0 = 2 Ω , o baterie formată din două generatoare G1 şi G2 având t.e.m E1 = 24 V şi E2 = 32 V şi rezistenţele interioare r1 = r2 = 4 Ω, precum şi un reostat cu cursor (vezi figura alăturată). a. Calculaţi rezistenţa internă echivalentă re a grupării celor două generatoare G1 şi G2. b. Determinaţi valorile intensităţii curenţilor electrici care se stabilesc prin generatoarele G1 şi G2 dacă între bornele a şi b conectăm un conductor cu rezistenţa neglijabilă. c. Stabiliţi t.e.m echivalentă a grupării generatoarelor G1 şi G2. d. Determinaţi valoarea R a rezistenţei reostatului, astfel încât intensitatea curentului prin acumulatorul A să fie egală cu 1 A.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 003

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul a cărui schemă electrică este reprezentată în figura alăturată este format dintr-un acumulator şi un reostat cu cursor având rezistenţa maximă R m = 30 Ω . Pentru o anumită poziţie C a cursorului tensiunea la bornele reostatului este U ab = 9 V , puterea disipată de reostat este P = 13,5 W , iar puterea disipată în interiorul acumulatorului este Pint = 4,5 W . Determinaţi: a. puterea dezvoltată de acumulator, Pacumulator când cursorul se află în poziţia C; b. t.e.m. a acumulatorului E; c. randamentul transferului puterii de la acumulator către consumator, când cursorul se află în poziţia C; d. rezistenţa interioară a acumulatorului.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 4 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 004

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul dintre tensiune şi intensitate este: J W a. b. c. J ⋅ s d. J (2p) s s 2. Un generator de t.e.m. continuă alimentează un circuit electric a cărui rezistenţă variabilă este egală cu rezistenţa internă a generatorului. În această situaţie: a. intensitatea curentului care parcurge circuitul are valoarea maximă; b. tensiunea la bornele generatorului are valoarea maximă; c. puterea electrică debitată de generator în circuitul exterior are valoarea maximă; d. randamentul circuitului electric are valoarea maximă. (3p) 3. Dintr-o sârmă de cupru de rezistenţă R se confecţionează un pătrat. Rezistenţa echivalentă dintre bornele A şi B este egală cu: a. 3R / 16 b. 3R / 4 c. 6R / 4 d. R / 4 (5p) 4. O baterie este formată din 10 surse identice, caracterizate de t.e.m. E = 12 V şi rezistenţă internă r = 1 Ω legate în serie. Bateria se conectează la bornele unui rezistor de rezistenţă R = 10 Ω . Energia dezvoltată de rezistor într-un minut este egală cu: a. 360 J b. 2160 J c. 3600 J d. 21600 J (3p) 5. Rezistenţa electrică a unui fir de cupru la „rece” (00C) este egală cu 10 Ω. Valoarea coeficientului de temperatură al cuprului este egal cu 4·10-3 grd-1. Temperatura la care rezistenţa firului de cupru devine egală cu 34 Ω are valoarea: a. 5200C b. 6000C c. 8200C d. 8750C (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 004

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul din figura alăturată sursa are tensiunea electromotoare E = 22 V , rezistenţa internă r = 1 Ω , iar rezistorii din circuit au rezistenţele electrice R1 = R 4 = 3,3 Ω , R 2 = R 3 = 2 Ω , R 5 = R 6 = 3 Ω . Determinaţi: a. rezistenţa electrică echivalentă a circuitului exterior; b. intensitatea curentului electric I 1 prin rezistorul R1 ; c. intensitatea curentului electric indicat de un ampermetru ideal (R A ≅ 0 ) conectat în serie cu rezistorul R 2 ; d. tensiunea electrică la bornele grupării paralel.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 004

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un aparat electric consumă puterea P = 76 W atunci când este conectat la bornele unui generator prin intermediul unor conductoare având rezistenţa electrică totală R1 . Tensiunea la bornele generatorului este egală cu U = 80 V . Dacă 5% din tensiunea U se pierde pe conductoarele de legătură, determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin consumator; b. rezistenţa electrică R1 a conductoarelor de legătură; c. rezistenţa electrică R a consumatorului. d. t.e.m. a generatorului, ştiind că puterea disipată în interiorul generatorului este de 19 ori mai mică decât puterea disipată de consumator.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 5 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 005

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele folosite în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii q exprimate prin raportul este: ∆t a. C m b. A c. C ⋅ s d. V ⋅ m (5p) 2. Purtătorii liberi de sarcină electrică în conductoarele metalice sunt: a. ionii b. electronii şi ionii negativi c. electronii d. electronii şi ionii pozitivi (3p) 3. Scurtcircuitând pe rând trei acumulatoare electrice, prin acestea circulă curenţi având intensităţile, respectiv, 8 A, 10 A, 12 A. Dacă rezistenţa internă a grupării în paralel a celor trei acumulatoare este 1,2 Ω, t.e.m. a bateriei astfel formate este: a. 10 V b. 24 V c. 30 V d. 36V (3p) 4. Utilizând notaţiile obişnuite din manulele de fizică, dependenţa de temperatură a rezistivităţii electrice a unui conductor metalic este dată de relaţia: ρo ρ (1 + t ) 1+ α ⋅ t a. ρ = ρ 0 (1 + α ⋅ t ) b. ρ = c. ρ = d. ρ = 0 (2p) 1+ α ⋅ t α ρo 5. Randamentul unui circuit simplu are valoarea η = 80% . Între rezistenţa circuitului exterior R şi rezistenţa interioară a sursei r există relaţia: a. R = 8 ⋅ r b. R = 4 ⋅ r c. R = 2 ⋅ r d. R = r (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 005

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Reţeaua electrică din figura alăturată este alcătuită din trei rezistori cu rezistenţele electrice R1 = 7 Ω, R 2 = 6 Ω, R 3 = 3 Ω şi un generator cu tensiunea electromotoare E = 12 V . Intensitatea curentului prin ramura principală este I = 1,2 A . Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a grupării rezistorilor R1 , R 2 şi R 3 ; b. intensitatea curentului prin rezistorul R 2 ; c. rezistenţa internă a generatorului; d. tensiunea electrică la bornele lui R 2 ;

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 005 Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul a cărui schemă electrică este reprezentată în figura alăturată conţine trei rezistori cu rezistenţele electrice R1 = 3 Ω, R 2 = 4 Ω şi R 3 = 6 Ω şi două generatoare electrice identice, fiecare având tensiunea electromotoare E = 6V şi rezistenţa electrică internă r = 0,3 Ω . Considerând că întrerupătorul K este deschis determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin latura ce conţine rezistorul R 3 ; b. puterea consumată de rezistorul R1 ; c. energia electrică disipată de rezistorul R 2 în intervalul de timp ∆t = 20 min ; d. intensitatea curentului electric prin surse dacă întrerupătorul K este închis.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 6 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 006

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Unitatea de măsură pentru tensiunea electrică se poate exprima în funcţie de alte unităţi de măsură din S.I. în forma: a. J ⋅ m −1 ⋅ A −2 b. J ⋅ s −1 ⋅ A −1 c. J ⋅ s −1 ⋅ A −2 d. J ⋅ s −3 ⋅ A (2p) 2. Un acumulator având rezistenţa interioară 0,40 Ω alimentează un consumator, randamentul de transfer al energiei de la acumulator la consumator fiind 50%. Dacă înlocuim acumulatorul cu altul, având rezistenţa interioară 0,10 Ω, randamentul de transfer al energiei de la noul acumulator la acelaşi consumator devine: a. 25% b. 30% c. 60% d. 80% (5p) 3. Un consumator conectat într-un circuit electric are rezistenţa electrică R şi este parcurs de un curent având intensitatea I . Tensiunea electrică aplicată la bornele consumatorului are expresia: a. U = R ⋅ I 2 b. U = R 2 ⋅ I c. U = R 2 ⋅ I 2 d. U = R ⋅ I (3p) 4. Scurtcircuitând bornele unei baterii de n (n este un număr întreg, n > 1) acumulatoare electrice grupate în serie, prin aceasta circulă un curent cu intensitatea 12 A. Dacă rezistenţa internă a bateriei este 3 Ω, t.e.m. a bateriei este: a. (4 V)·n b. 4 V (oricare ar fi n) c. (36 V)·n d. 36 V (oricare ar fi n) (2p) 5. Un reşou electric cu rezistenţa R = 100 Ω este alimentat la tensiunea U = 200 V un timp ∆t = 1 h Căldura degajată în acest timp are valoarea: a. 1,44 ⋅ 10 6 J b. 7,22 ⋅ 105 J c. 2,44 ⋅ 104 J d. 4,44 ⋅ 10 2 J (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 006

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unei surse de tensiune electromotoare se conectează un consumator a cărui rezistenţă electrică poate fi modificată. În figura alăturată este reprezentată dependenţa tensiunii electrice măsurate la bornele sursei de intensitatea curentului prin sursă. Folosind datele din grafic, determinaţi: a. tensiunea electromotoare a sursei; b. intensitatea curentului debitat de sursă pe un circuit exterior de rezistenţă nulă; c. valoarea rezistenţei interne a sursei; d. numărul electronilor de conducţie care trec în unitatea de timp printr-o secţiune transversală a conductorului, atunci când tensiunea la bornele sursei are valoarea de 30 V .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 006

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un circuit electric este alcătuit din trei consumatoare de rezistenţe egale, R = 60 Ω , legate în paralel. Generatorul de t.e.m. continuă, E = 22 V , care alimentează circuitul are rezistenţa internă r = 2 Ω . Calculaţi: a. puterea totală a sursei. b. energia dezvoltată pe unul dintre rezistorii de rezistenţă R în timpul ∆t = 30 s . c. puterea electrică totală dezvoltată de consumatorii din circuit. d. randamentul circuitului electric.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 7 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 007

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Un număr n de generatoare electrice identice având fiecare rezistenţa internă r debitează acelaşi curent electric printr-un circuit exterior ce conţine un rezistor de rezistenţă R , fie că sunt grupate în serie, fie că sunt grupate în paralel. Rezistenţa electrică R a circuitului exterior este: a. R = r b. R = nr c. R = 0 d. R = r / n (3p) 2. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a coeficientul de temperatură al rezistivităţii unui conductor metalic este: a. grad −1 b. Ω ⋅ m c. V ⋅ A d. Ω (2p) 3. La bornele unui generator electric având intensitatea de scurtcircuit I S = E / r se conectează un consumator. Prin circuit se stabileşte un curent electric de intensitate I . Randamentul circuitului electric este: I −I 2I − I S I − IS I −I a. S b. c. S d. (5p) 2I IS IS I 4. Un circuit electric conţine o sursă cu t.e.m E şi rezistenţa internă r şi un consumator a cărui rezistenţă electrică poate fi modificată. Dacă puterea debitată în circuitul exterior este maximă ( Pmax ), rezistenţa electrică a circuitului exterior este: P E2 E a. R = b. R = max c. R = 2E 2 Pmax d. R = (2p) 4Pmax Pmax 2E 5. Un fier de călcat are puterea nominală P = 1400 W . Energia consumată de fierul de călcat dacă funcţionează neîntrerupt timp de 30 min este: a. 0,4 kWh b. 0,7 kWh c. 54 kJ d. 80 kJ (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 007

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O sursă de tensiune electrică alimentează un rezistor format dintr-un fir de lungime A = 8 m , secţiune S = 1 mm 2 şi rezistivitate ρ = 4 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m . Prin rezistor trece un curent de intensitate I 1 = 1,8 A . Dacă se scurtcircuitează bornele sursei, intensitatea curentului creşte la I S = 10 A . Determinaţi: a. rezistenţa circuitului exterior; b. tensiunea electrică la bornele sursei; c. rezistenţa internă a sursei; d. tensiunea electromotoare a sursei.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 007

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată se cunosc: E1 = 6 V , E 2 = 4 V , R1 = 2 Ω , R = 4 Ω . Rezistenţele interne ale surselor se neglijează. Determinaţi: a. intensitatea curentului prin rezistorul R ; b. căldura dezvoltată în rezistorul R în timpul t = 1min ; P c. raportul 1 al puterilor dezvoltate în cele două rezistoare; P d. rezistenţa internă pe care ar trebui să o aibă sursa de t.e.m. E1 , pentru ca puterea dezvoltată în noul circuit exterior să fie maximă, dacă se scoate din circuit sursa cu t.e.m. E 2 .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 8 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 008

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Unitatea de măsură, în S.I., pentru rezistivitatea electrică, este: a. Ω ⋅ m b. Ω m c. Ω d. V (3p) 2. Rezistenţa circuitului exterior unei surse cu t.e.m. E = 1,5 V este R = 2 Ω. Dacă tensiunea la bornele sursei este U = 1 V, rezistenţa internă a sursei este: a. 1 Ω b. 2 Ω c. 3 Ω d. 4 Ω (2p) 3. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, U unitatea de măsură a mărimii fizice este: I a. J b. V c. A d. Ω (5p) 4. O baterie cu E = 12 V are intensitatea curentului de scurtcircuit ISC = 40 A. Rezistenţa internă a bateriei este: a. 3,3 Ω b. 0,3 Ω c. 0,03 Ω d. 0,02 Ω (3p) 5. O sursă având rezistenţa internă r, disipă pe o rezistenţă R1 o putere P. Sursa va disipa aceeaşi putere pe o rezistenţă electrică a cărei valoare poate fi calculată cu ajutorul expresiei: a. R12 / r b. R1r c. r / R1 d. r 2 / R1 (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 008

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată se cunosc tensiunile electromotoare E1 = 30 V şi E 2 = 20 V , rezistenţele interne ale surselor r1 = 2 Ω şi r2 = 2 Ω şi rezistenţa circuitului exterior R = 10 Ω . Determinaţi: a. rezistenţa internă echivalentă a grupării celor două surse; b. intensitatea curentului prin rezistenţa R; c. intensitatea curentului prin sursa 1; d. căderea de tensiune pe rezistenţa R.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 008 Rezolvaţi următoarea problemă: Două surse cu t.e.m. E = 6 V şi rezistenţa internă r = 4 Ω fiecare, alimentează o reţea formată din trei rezistoare cu rezistenţele R1 = 6 Ω , R 2 = 6 Ω şi R 3 = 1Ω , ca în figura alăturată. Calculaţi: a. tensiunea la bornele rezistorului R1 ; b. puterea electrică disipată pe rezistorul R 2 ; c. căldura disipată de rezistorul R 3 în intervalul de timp ∆t = 1h ; d. randamentul circuitului.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 9 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 009

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Energia de 1 MWh exprimată în funcţie de unităţi ale SI corespunde valorii: a. 3,6 ⋅ 10 3 J b. 3,6 ⋅ 10 6 J c. 3,6 ⋅ 10 9 J d. 3,6 ⋅ 10 12 J (2p) 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a raportului P / R este: a. V ⋅ Ω −1 b. V ⋅ A −2 c. W ⋅ Ω −2 d. A 2 (5p) 3. Dacă tensiunea electrică aplicată la bornele unui rezistor este de 1,5 V , iar rezistenţa electrică a acestuia de 1 kΩ , intensitatea curentului electric care îl străbate este: a. 1,5 mA b. 1,5 A c. 666,7 A d. 1500 A (3p) 4. Rezistenţa unui conductor liniar, omogen, de lungime A = 100 m , cu aria secţiunii transversale de 1 mm 2 ,

confecţionat din aluminiu ( ρ Al = 2,75 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m ), are valoarea: a. 0,275 Ω b. 2,75 Ω c. 27,5 Ω d. 275 Ω (2p) 5. Un consumator cu rezistenţa electrică R este alimentat la o baterie formată din n generatoare electrice, având fiecare tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r, conectate în serie. Intensitatea curentului electric prin consumator este: nE E nE E a. I = b. I = c. I = d. I = (3p) R+r R+r R + nr R +r /n

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 009

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În figura alăturată este reprezentată schema un circuit electric format dintr-un generator de curent electric continuu cu t.e.m. E = 24 V şi cu rezistenţă internă r = 0,5 Ω , un fir metalic având rezistenţa R1 = 10 Ω şi un reostat a cărui rezistenţă electrică măsurată între capătul A şi capătul B este R2 = 30 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin firul metalic în situaţia în care întrerupătorul K este deschis; b. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior în situaţia în care întrerupătorul K este închis, iar cursorul se găseşte în poziţia pentru care AC = 0,6.AB; c. intensitatea curentului electric prin ramura ce conţine sursa de tensiune, după închiderea întrerupătorului K, în situaţia în care cursorul se află în punctul B; d. tensiunea electrică U AB la bornele reostatului în situaţia descrisă la punctul d. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 009

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul reprezentat în schema din figura alăturată se cunosc: E1 = 20 V , E 2 = 12 V , r1 = 0,25 Ω , r 2 = 0,75 Ω , R1 = 8 Ω , R 2 = 3 Ω , R 3 = 6 Ω , R 4 = 5 Ω . Determinaţi: a. căldura degajată în rezistorul R1 în timpul t = 5 min ; b. puterea disipată în rezistorul R 4 ; c. randamentul unui circuit simplu format din sursa 2 şi rezistorul R 4 ; d. expresia energiei disipate în interiorul sursei în situaţia descrisă la punctul c. într-un interval de timp oarecare ∆t .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 10 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 010

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Două conductoare confecţionate din acelaşi material au lungimile în raportul 1 : 8 . Diametrele secţiunilor transversale sunt în raportul 3 : 2 . Raportul rezistenţelor acestora are valoarea: a. 1 / 32 b. 1 / 18 c. 1 / 16 d. 1 / 12 (2p) 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele folosite în manualele de fizică, precizaţi care din următoarele expresii are aceeaşi unitate de măsură cu sarcina electrică: I W U2 ∆t a. b. c. I 2R d. (3p) ∆t U R 3. Puterea furnizată de un generator circuitului exterior este egală cu: a.produsul dintre tensiunea electromotoare a sursei, intensitatea curentului ce străbate circuitul şi timpul cât circulă curent prin circuit b.produsul dintre tensiunea electromotoare a sursei şi intensitatea curentului ce străbate circuitul c.produsul dintre tensiunea la bornele sursei, intensitatea curentului ce străbate circuitul şi timpul cât circulă curent prin circuit d.produsul dintre tensiunea la bornele sursei şi intensitatea curentului ce străbate circuitul (5p) 4. Un bec având puterea nominală de 100 W , cu filamentul de wolfram ( α = 5 ⋅ 10 −3 K −1 ), este construit pentru

a funcţiona alimentat la o reţea cu tensiunea de 110 V . Rezistenţa filamentului becului la temperatura de 0 0 C este 11 Ω . Temperatura de incandescenţă atinsă de filamentul becului are aproximativ valoarea de: a. 1980 0 C b. 2000 0 C c. 2020 0 C d. 2200 0 C (2p) 5. Pentru porţiunea de circuit reprezentată alăturat, expresia tensiunii electrice UAB este: a. E − I (R + r ) b. E + I (R − r ) c. −E + I (R + r ) d. −E − I (R + r )

(3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 010

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie este formată din 6 surse identice caracterizate de valorile E = 2 V şi r = 0,1 Ω . Sursele sunt legate astfel: 2 ramuri legate în paralel, fiecare ramură conţinând 3 surse grupate serie. Bateria astfel formată alimentează patru rezistori cu rezistenţele R1 = 10 Ω; R 2 = 20 Ω; R 3 = 4 Ω şi R 4 = 8 Ω . Aceştia sunt legaţi astfel: R1 şi R 2 în paralel, R 3 şi R 4 în paralel, cele două grupări paralel fiind înseriate. a. Desenaţi schema circuitului electric. b. Determinaţi valoarea intensităţii curentului prin ramura principală a circuitului. c. Calculaţi tensiunea electrică la bornele unei sursei. d. Calculaţi intensitatea curentului electric prin una dintre surse dacă la bornele acesteia se conectează un fir conductor de rezistenţă electrică neglijabilă.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 010

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată rezistorul 1 are rezistenţa R1 = 6 Ω iar ampermetrul ideal

(R A

≅ 0 ) indică un curent de

intensitate I 1 = 1,5 A când întrerupătorul K este deschis. Dacă întrerupătorul este închis, ampermetrul indică un curent de intensitate I 2 = 3 A . În acest ultim caz, rezistenţa echivalentă a circuitului exterior este egală cu rezistenţa internă a generatorului. Determinaţi: a.tensiunea electromotoare şi rezistenţa internă a generatorului; b.rezistenţa electrică a rezistorului R 2 ; c.puterile transmise pe circuitul exterior în cele două situaţii; d.randamentul circuitului electric în cazul în care întrerupătorul K este închis.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 11 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 011

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Un consumator cu rezistenţa electrică R este alimentat de la o grupare serie de două generatoare având fiecare tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r. Intensitatea curentului electric prin acest consumator este: E 2E 2E E b. I = c. I = d. I = (2p) a. I = 2R + r R+r R + 2r 2R + r 2. Rezistorii identici din figura alăturată au fiecare rezistenţa electrică R = 6 Ω . În aceste condiţii, rezistenţa echivalentă între bornele A şi B este: a. 22 Ω b. 11 Ω c. 2 Ω d. 6 Ω (5p) 3. Unitate de măsură fundamentală în S.I. este: a. amperul b. voltul c. coulombul d. ohmul (2p) 4. La capetele unui fir metalic se aplică o anumită tensiune electrică astfel încât el este parcurs de un curent cu intensitatea I . Dacă se aplică aceeaşi tensiune electrică unui alt fir metalic din acelaşi metal, cu aceeaşi lungime, dar cu diametrul de două ori mai mare, intensitatea curentului electric prin acest fir este: b. I c. 2I d. 4I (3p) a. I / 2 5. Energia electrică totală, disipată într-un circuit electric parcurs de un curent cu intensitatea de 5 A , este de 216 kJ în timp de 2 h .Tensiunea electromotoare a generatorului ce alimentează circuitul este: a. 2 V b. 6 V c.10 V d. 12 V (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 011

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie formată din 5 acumulatoare grupate în serie are tensiunea electromotoare E = 9 V . La bornele acesteia este conectată o grupare de becuri identice de rezistenţe R = 3 Ω fiecare, ca în figura alăturată. Tensiunea la bornele bateriei este U = 7,5 V . Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior. b. rezistenţa internă a unui singur acumulator. c. indicaţia unui ampermetru ideal (R A ≅ 0) care s-ar lega între bornele M şi N. d. indicaţia unui voltmetru ideal (RV ≅ ∞ ) conectat la bornele bateriei în condiţiile punctului c.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 011 Rezolvaţi următoarea problemă: În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric în care se cunosc R1 = R 2 = R 3 = R 4 = 3 Ω , E = 12 V şi r = 1 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin generator; b. raportul puterilor consumate de rezistoarele R2 şi R3 ; c. valoarea rezistenţei electrice a unui consumator care ar trebui conectat, singur, la bornele generatorului, astfel încât să preia de la generator puterea maximă; d. valoarea puterii maxime debitată pe circuitul exterior în condiţiile punctului c.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 12 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 012

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Prin convenţie, sensul curentului electric este: a. de la „+” la „-“ prin interiorul sursei b. de la „+” la „-“ prin circuitul exterior sursei c. sensul deplasării electronilor în circuitul interior d. sensul deplasării electronilor în circuitul exterior sursei (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia de mai jos care are dimensiunea unei energii este: b. IRt c. IR 2 t d. U 2t / R (2p) a. URt 3. Puterea electrică a unui consumator cu rezistenţa R = 2Ω la capetele căruia se aplică o tensiune electrică U = 20 V este de: a. 10 W b. 40 W c. 200 W d. 400 W (3p) 4. Tensiunea electrică între punctele A şi B ale circuitului deschis din figura alăturată are valoarea: a. ER / r b. Er / R c. E (5p) d. 0 5. O baterie are tensiunea electromotoare E = 100 V şi rezistenţa internă r = 0,1 Ω este legată la bornele unui rezistor având rezistenţa R = 10 Ω . La bornele rezistorului se conectează un voltmetru având rezistenţa RV = 990 Ω . Tensiunea electrică indicată de voltmetru este: a. 90 V b. 95 V c. 99 V d. 100 V (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 012

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În figura alăturată cele două reostate identice au cursoarele C şi C’ cuplate rigid printr-o tijă de rezistenţă electrică neglijabilă, mişcându-se solidar, astfel că întotdeauna în dreapta se află rezistenţa x, iar în stânga R-x. Rezistenţa electrică totală a unui reostat este R =10 Ω . Determinaţi: a. expresia rezistenţei echivalente a circuitului exterior conectat la bornele sursei ( E = 30 V, r = 1 Ω ), în funcţie de x; b. valorile lui x pentru care sursa este scurtcircuitată; c. intensitatea curentului prin sursă când rezistenţa echivalentă a circuitului exterior R AB = 2 Ω ; d. căderea internă de tensiune pe sursă când rezistenţa externă este egală cu rezistenţa internă a sursei.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 012

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie având tensiunea electromotoare E = 32 V alimentează un rezistor R . Tensiunea la bornele bateriei este U = 30 V , iar puterea consumată de rezistor P = 15 W . a. Calculaţi energia disipată pe rezistor într-un interval de timp ∆t = 1min ; b. Determinaţi valoarea intensităţii curentului prin circuit; c. Calculaţi rezistenţa internă a bateriei. d. Considerând că în paralel cu rezistorul R se leagă un al doilea rezistor cu rezistenţa electrică R1 = 30 Ω , precizaţi dacă randamentul circuitului creşte, scade sau rămâne constant. Justificaţi răspunsul vostru.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 13 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 013

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Unitatea de măsură a mărimii fizice egale cu produsul dintre intensitatea unui curent electric şi durată este aceeaşi cu a mărimii egale cu raportul dintre: a. energie şi tensiune; b. putere şi tensiune; c. intensitate şi tensiune; d. rezistenţa electrică şi tensiune; (2p) 2. Pentru a alimenta un aparat electronic portabil sunt folosite 6 elemente galvanice identice cu t.e.m. 1,5 V fiecare şi rezistenţă internă neglijabilă, conectate în serie. Dacă, din neatenţie, unul dintre elementele galvanice a fost montat cu polaritatea inversă, tensiunea furnizată aparatului va fi: a. zero b. 1,5 V c. 6 V d. 7,5 V (3p) 3. O baterie de acumulatoare alimentează un consumator a cărui rezistenţă este 3 Ω, randamentul de transfer al energiei de la acumulator la consumator fiind 50%. Dacă înlocuim consumatorul cu altul, a cărui rezistenţă este 1 Ω, randamentul de transfer al energiei de la acumulator la consumator devine: a. 25% b. 30% c. 50% d. 60% (5p) 4. Rezistenţa echivalentă a grupării în paralel a două rezistoare ohmice este de patru ori mai mică decât rezistenţa echivalentă a grupării acestor rezistoare în serie. Dacă primul rezistor are rezistenţa 224 Ω, rezistenţa celui de al doilea rezistor este: a. 56 Ω b. 168 Ω c. 224 Ω d. 672 Ω (2p) 5. O creştere a tensiunii electrice aplicate la bornele unui circuit electric ohmic determină o creştere direct proporţională a: a. rezistivităţii circuitului; b. intensităţii curentului în circuit; c. rezistenţei circuitului; d. tuturor celor trei mărimi fizice de mai sus. (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 013

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul din figura alăturată este alcătuit din două generatoare identice cu t.e.m. E1 = E2 = 24 V şi rezistenţele interioare r1 = r2 =2 Ω, un acumulator A cu t.e.m. E0 = 12 V şi r0 = 1,2 Ω, precum şi un reostat cu cursor. Determinaţi: a. rezistenţa internă echivalentă r e a grupării celor două generatoare G1 şi G2; b. tensiunea electromotoare echivalentă a grupării generatoarelor G1 şi G2; c. valoarea R a rezistenţei reostatului, astfel încât intensitatea curentului prin acumulatorul A să fie de 1 A; d. intensitatea curentului electric prin generatorul G1, în condiţiile punctului c.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 013

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată este format dintr-un generator şi un reostat cu cursor având rezistenţa maximă R max = 30 Ω . Pentru o anumită poziţie C a cursorului intensitatea curentului electric care se stabileşte prin circuit este I 1 = 1,5 A , puterea electrică a reostatului este P1 = 13,5 W , iar randamentul transferului de putere de la generator către reostat este η 1 = 75% . a. Determinaţi puterea dezvoltată de generator, Pgen , atunci când cursorul se află în poziţia C; b. Calculaţi t.e.m. E a generatorului; c. Calculaţi valoarea intensităţii curentului care ar trece printr-un conductor de rezistenţă neglijabilă conectat accidental între bornele a şi b. d. Se înlătură conductorul conectat între bornele a şi b. Determinaţi de câte ori scade puterea transferată de generator reostatului când cursorul acestuia este deplasat din poziţia C până în poziţia în care rezistenţa

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 14 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 014

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1 Unitatea de măsură a rezistenţei electrice poate fi scrisă sub forma: b. V ⋅ A c. V ⋅ A −1 d. A 2 ⋅ W −1 (2p) a. W ⋅ A 2 2. Un generator de t.e.m. continuă alimentează un circuit electric a cărui rezistenţă echivalentă variabilă este egală cu rezistenţa internă a generatorului. În această situaţie: a. intensitatea curentului care parcurge circuitul are valoarea maximă; b. tensiunea la bornele generatorului are valoarea maximă; c. puterea electrică debitată de generator în circuitul exterior are valoarea maximă; d. randamentul circuitului electric are valoarea maximă. (5p) 3. Un consumator conectat într-un circuit electric are rezistenţa electrică R şi este parcurs de un curent cu intensitatea I . Energia electrică disipată de consumator are expresia: b. W = R 2 ⋅ I ⋅ t c. W = R 2 ⋅ I 2 ⋅ t d. W = R ⋅ I 2 ⋅ t (3p) a. W = R ⋅ I ⋅ t 4. O sârmă de rezistenţă R este tăiată în trei părţi egale. Una dintre bucăţi se îndoaie sub formă de cerc şi apoi cele trei părţi se montează ca în figură. Rezistenţa echivalentă a grupării este: R R 3R b. c. d. R (3p) a. 3 2 4 5. Două surse electrice cu parametrii E1, r respectiv E 2 , r , E1 ≠ E 2 sunt conectate ca în figură. Între bornele A şi B este conectat un conductor de rezistenţă electrică neglijabilă care este străbătut de curentul de intensitate I . Tensiunea electrică între punctele A şi B este: c. U AB = E 1 − E 2 d. 0 (2p) a. U AB = 2Ir + E1 − E 2 b. U AB = E 2 − E 1

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 014

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă : În circuitul din figura alăturată se cunosc: E1 = 25 V , E 2 = 15 V , R1 = 100 Ω , R 2 = 75 Ω . Rezistenţele interne ale surselor sunt neglijabile, iar aparatele de măsură sunt ideale (R A ≅ 0, RV → ∞ ) . a. Determinaţi tensiunea electrică indicată de voltmetru când întrerupătorul K este deschis. b. Dacă întrerupătorul K este închis, determinaţi valoarea intensităţii curentului electric măsurat de ampermetru. c. Determinaţi valoarea tensiunii indicate de voltmetru în condiţiile punctului b. d. Presupunem că întrerupătorul este deschis şi printr-o metodă oarecare se micşorează continuu valoarea rezistenţei R2. Determinaţi valoarea rezistenţei pentru care voltmetrul indică o tensiune electrică nulă.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 014 Rezolvaţi următoarea problemă: Un rezistor de rezistenţă R este conectat la bornele unei surse de curent continuu cu parametrii E şi r. În figura alăturată este reprezentată dependenţa puterii disipate pe rezistor de rezistenţa electrică a acestuia. Determinaţi: a. valoarea intensităţii curentului electric din circuit atunci când R = 2 Ω; b.rezistenţa internă a sursei; c. valorile rezistenţei rezistorului pentru care puterea disipată pe el este jumătate din puterea maximă; d. puterea disipată pe rezistor în cazul în care bornele sursei se leagă printr-un fir ideal.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 15 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 015

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii fizice I 2 R se poate scrie în forma: b. J ⋅ s c. W/s d. W ⋅ s (2p) a. J/s 2. Două rezistoare având rezistenţele electrice R1 şi R 2 = R1 / 3 se leagă în paralel la o sursă de tensiune electrică având rezistenţa internă neglijabilă. Cantităţile de căldură degajate în cele două rezistoare în acelaşi interval de timp verifică relaţia: a. Q1 / Q2 = 1 / 9 b. Q1 / Q2 = 1 / 3 c. Q1 / Q2 = 3 d. Q1 / Q2 = 9 (5p) 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, dependenţa rezistenţei electrice a conductorului de natura materialului din care este confecţionat şi de dimensiunile sale este dată de relaţia: S A A a. R = ρ b. R = c. R = ρ d. R = ρSA (3p) A ρS S 4. Dacă tensiunea la capetele unui rezistor este de 4,5 V , iar rezistenţa electrică a acestuia de 5 kΩ , intensitatea curentului electric care îl străbate are valoarea de: a. 0,9 mA b. 22,5 mA c. 0,9 A d. 22,5 A (3p) 5.Trei surse identice având fiecare tensiunea electromotoare E şi rezistenţa interioară r furnizează un curent de aceeaşi intensitate unui circuit exterior de rezistenţă R fie că sunt conectate în serie, fie că sunt conectate în paralel. Între rezistenţa circuitului exterior şi rezistenţa interioară a unei surse există relaţia: a. R = r / 2 b. R = r c. R = r / 3 d. R = 3r (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 015

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Dintr-un conductor cu diametrul d = 0,1 mm , lungimea L = 6,28 m şi rezistivitatea electrică ρ = 3 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m se confecţionează prin tăiere în părţi de lungime egală un număr N = 10 rezistoare identice care se conectează în paralel la bornele unui generator având t.e.m. E = 1 V şi rezistenţa internă r = 1,6 Ω . Determinaţi: a. rezistenţa electrică R a unui singur rezistor; b. intensitatea curentului electric prin generator; c. valoarea rezistenţei electrice R100 a unui rezistor la 100 0 C dacă valoarea R obţinută la punctul a. corespunde temperaturii de 0 0 C , iar coeficientul termic al rezistivităţii este α = 2 ⋅ 10 −3 grd −1 . Se neglijează variaţia cu temperatura a dimensiunilor firului din care este făcut rezistorul. d. intensitatea curentului electric prin generator dacă cele zece rezistoare împreună cu generatorul formează un nou circuit electric, astfel: se leagă câte 5 rezistoare în serie, iar grupările astfel obţinute sunt legate în paralel la bornele generatorului. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 015 Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată se cunosc: E1 = 100 V, R1 = R 3 = 20 Ω, R 2 = 40 Ω. Intensitatea curentului electric ce trece prin rezistorul R 3 are valoarea I 3 = 2,8 A . Sursele de tensiune sunt ideale (r=0). Determinaţi: a. energia electrică pe care o consumă rezistorul R 3 în timpul ∆t = 1min ; b. valoarea intensităţii curentului electric prin rezistorul R1 ; c. valoarea tensiunii electromotoare E 2 ; d. puterea electrică pe care o consumă împreună rezistoarele R1, R 2 si R 3 .

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 16 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 016

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia care are dimensiunea unei puteri electrice este: b. R 2 ⋅ I c. U 2 / R d. U / R (2p) a. U / I 2. Numărul de electroni care trec, în fiecare secundă, prin secţiunea transversală a unui conductor străbătut de un curent electric a cărui intensitate are valoarea I = 32 mA , este: a. 2 ⋅ 10 17 b. 5 ⋅ 10 17 c. 2 ⋅ 10 18 d. 5 ⋅ 10 18 (3p) 3. Dacă notaţiile sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice US exprimată prin relaţia este: ρA a. V b. Ω c. Ω ⋅ m d. A (5p) 4. Rezistenţa electrică a filamentului unui bec electric la 0 0 C are valoarea R0 = 2,5 Ω , iar coeficientul de

temperatură al rezistivităţii filamentului este α = 5 ⋅ 10 −3 grad −1 . Dacă se neglijează modificarea dimensiunilor filamentului cu temperatura, rezistenţa electrică a filamentului becului la temperatura de 2000 0 C are valoarea: a. 25,0 Ω b. 27,5 Ω c. 30,0 Ω d. 32,5 Ω (3p) 5. Două generatoare identice, având tensiunea electromotoare E = 24 V fiecare, sunt legate în paralel la bornele unui rezistor de rezistenţă R = 5 Ω . Dacă rezistorul este parcurs de un curent de intensitate I = 4 A , rezistenţa internă a unui generator este: a. 4 Ω b. 3 Ω c. 2Ω d. 1Ω (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 016

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Se consideră circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. Se cunosc: E = 60 V , R1 = 20 Ω , R2 = 30 Ω , R3 = 8 Ω şi valoarea tensiunii electrice indicate de voltmetrul ideal (RV → ∞ ) , U = 50 V . Rezistenţa electrică a conductoarelor de legătură se neglijează. a. Determinaţi rezistenţa electrică echivalentă a grupării formate din rezistorii R1 şi R 2 ; b. Calculaţi valoarea intensităţii curentului care străbate generatorul; c. Determinaţi valoarea tensiunii electrice dintre punctele A şi B; d. Se înlocuieşte voltmetrul cu altul având rezistenţă electrică finită, comparabilă cu cea a circuitului exterior. Precizaţi, justificând răspunsul vostru, dacă tensiunea indicată de acesta ar fi mai mare, egală sau mai mică decât tensiunea U indicată de voltmetrul ideal. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 016

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Se consideră circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. Se cunosc: r1 = 2 Ω , E 2 = 36 V , r2 = 4 Ω , R1 = 8 Ω , R2 = 36 Ω , R3 = 80 Ω şi valoarea intensităţii curentului indicată de ampermetrul ideal (R A ≅ 0 Ω) , I 2 = 0,5 A . Sensul lui I 2 este cel indicat în figură. Conductoarele de legătură au rezistenţa electrică neglijabilă. Determinaţi: a. puterea electrică disipată de rezistorul R 2 ; b. intensitatea curentului electric prin rezistorul R3 ; c. energia electrică consumată de rezistorul R1 în intervalul de timp ∆t = 20 minute; d. valoarea E1 a tensiunii electromotoare a generatorului din ramura care conţine rezistorul R1.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 17 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 017

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Unitatea de măsură în S.I. pentru tensiunea electrică este: a. Ω b. Ω ·m c. V d. A (2p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, expresia puterii totale a unei surse este: a. P = rI b. P = EI c. P = RIt d. P = RI (5p) 3. O baterie cu E = 12 V este conectată la bornele unui rezistor având rezistenţa R = 2,7 Ω . Intensitatea curentului de scurtcircuit este I sc = 40 A . Energia degajată de rezistor într-o oră are valoarea: a. 43,2 Wh b.0,432 kWh c. 0,432 J d. 432 J (3p) 4. Rolul generatorului electric într-un circuit electric este: a. de a produce electroni b. de a menţine o tensiune electrică nenulă la bornele circuitului c. de a închide circuitul d. de a transforma energia electrică în căldură (2p) 5. Rezistenţa echivalentă a unei grupări de n rezistori identici, de rezistenţe r fiecare, legaţi în paralel, este: n r b. c. nr d. (3p) a. r r n

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 017

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Se consideră circuitul din figura alăturată. Cele două surse sunt identice, având fiecare E = 2 V şi r = 1 Ω . Rezistenţele au valorile R1 = 2Ω , R2 = R3 = 3Ω . Determinaţi: a. valoarea rezistenţei R4 , astfel încât un ampermetru ideal (R A ≅ 0 ) montat între punctele A şi B să indice un curent nul; b. tensiunea electrică între punctele A şi B în condiţiile punctului anterior; c. intensitatea curentului prin surse dacă rezistenţa rezistorului R4 este R4 = 2 Ω . d. intensitatea curentului electric prin rezistorul R4 , în condiţiile de la punctul c. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 017

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unei baterii având tensiunea electromotoare E = 32 V este conectat un rezistor. Tensiunea la bornele rezistorului este U = 30 V , iar puterea consumată de acesta este P = 6 W . Calculaţi: a. intensitatea curentului din circuit; b. rezistenţa internă a bateriei; c. energia consumată de rezistor în t = 10 minute ; d. noua valoare a rezistenţei electrice a rezistorului astfel încât puterea debitată de sursă în circuitul exterior să devină egală cu 25,6 W .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 18 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 018

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Un consumator la bornele căruia se aplică o tensiune electrică U = 20 V este parcurs de un curent electric de intensitate I = 500 mA . Puterea consumată de acesta este de: a. 10 W

b. 40 W

c. 200 W

d. 400 W

(2p)

2. Tensiunea electrică la bornele unui conductor cu rezistenţa electrică R = 5Ω este U = 25 V . Intensitatea curentului electric prin conductor are valoarea: a. I = 0,2 A b. I = 50 mA c. I = 5 A d. I = 125 A (5p) 3. Numărul de electroni care trec prin secţiunea transversală a unui conductor străbătut de un curent electric cu intensitatea I = 3200 mA în timpul t = 10 min este: a. 12 ⋅ 10 −21 b. 2 ⋅ 10 15 c. 12 ⋅ 10 17 d. 12 ⋅ 10 21 (3p) 4. Unitatea de măsură în S. I. pentru rezistenţa electrică poate fi scrisă sub forma: J A V V a. b. c. d. 2 (2p) V W A V 5. Se realizează o grupare paralel de 3 rezistori identici având, fiecare, rezistenţa electrică R = 12Ω . Rezistenţa echivalentă va fi: a. 0,25 Ω b. 4 Ω c. 12 Ω d. 36 Ω (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 018

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric din figura alăturată sursa are tensiunea electromotoare E = 220 V şi rezistenţa internă r = 0,5 Ω , iar rezistorii au rezistenţele electrice R1 = R 2 = 10 Ω , R 3 = 20 Ω , R 5 = R 4 = 5 Ω . a. Identificaţi grupările serie, indicând rezistorii care fac parte din fiecare grupare serie. b. Determinaţi rezistenţa electrică totală a circuitului. c. Calculaţi intensitatea curentului electric prin sursă. d. Determinaţi intensitatea curentului electric prin latura care conţine rezistorii R 1 şi R 2 .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 018

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul reprezentat în figura alăturată se cunosc: valoarea tensiunii electrice la bornele becului, U = 4,5 V , intensităţile curenţilor electrici I = 2 A şi I 2 = 0,5 A , rezistenţa internă r1 = 1Ω şi t.e.m. E2 = 6 V . a. Determinaţi valoarea rezistenţei interne a sursei E 2 ; b. Calculaţi t.e.m. a sursei E1 ; c. Determinaţi randamentul transferului energiei electrice de la surse la bec. d. Se înlocuieşte becul cu un rezistor. Determinaţi rezistenţa electrică a rezistorului ştiind că puterea preluată de acesta de la cele două surse este maximă.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 19 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 019

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul U ⋅ ∆t este: J J J J a. b. c. d. (2p) s C A V 2. Puterea transferată de la un generator către circuitul extern este maximă când: a. rezistenţa internă a sursei este egală cu jumătate din rezistenţa circuitului exterior; b. rezistenţa circuitului exterior are valoare maximă; c. rezistenţa internă a sursei are valoare maximă; d. rezistenţa internă a sursei este egală cu rezistenţa circuitului exterior. (3p) 3. Dintr-o sârmă de cupru de rezistenţă R se realizează un cerc. Rezistenţa echivalentă dintre bornele A şi B este egală cu: a. 3R / 16 b. 3R / 4 c. 6R / 4 d. R / 4 (2p) 4. O baterie este formată din N = 10 surse identice legate în paralel, caracterizate de t.e.m. E = 12 V şi rezistenţa internă r = 1 Ω . Bateria se leagă la bornele unui consumator de rezistenţă R = 1,9 Ω . Intensitatea curentului prin acesta este: a. 1,2 A b. 6 A c. 10 A d. 12 A (3p) 5. În graficul din figura alăturată este redată dependenţa puterii dezvoltate de un rezistor conectat la o sursă de tensiune, de pătratul tensiunii aplicate rezistorului. Rezistenţa rezistorului este egală cu: a. 0,1 Ω b. 0,2 Ω c. 10 Ω d. 20 Ω Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 019

(5p)

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pe soclul unui bec electric sunt inscripţionate următoarele valori: 6 V şi 2 A . Becul este alimentat de la o sursă de tensiune având tensiunea electromotoare E = 12 V şi rezistenţa internă r = 0,5 Ω . Determinaţi: a. rezistenţa electrică a becului, în condiţii normale de funcţionare; b. valoarea rezistenţei ce trebuie înseriată cu becul pentru ca acesta să funcţioneze normal; c. rezistenţa echivalentă a grupării serie bec - rezistor; d. intensitatea curentului electric prin bec, dacă acesta este conectat la bornele sursei în paralel cu un rezistor de rezistenţă R = 2,5 Ω . Comentaţi rezultatul obţinut.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 019

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Trei radiatoare electrice identice au valorile nominale ale tensiunii şi intensităţii curentului U = 220 V şi respectiv I = 2 A . a. Determinaţi puterea electrică a unui radiator, în condiţii normale de funcţionare. b. Considerând că se conectează cele trei radiatoare în paralel la bornele unei surse ce asigură o tensiune electrică U = 220 V , determinaţi valoarea energiei electrice consumate de cele trei radiatoare în timpul ∆t = 20 min . c. Determinaţi intensitatea curentului electric ce trece prin ramura principală în condiţiile precizate la punctul anterior. d. Presupuneţi că cele trei radiatoare se leagă în serie la bornele sursei care asigură tensiunea U 1 = 760 V . Determinaţi valoarea rezistenţei unui rezistor care, înseriat cu gruparea radiatoarelor, le asigură funcţionarea normală.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 20 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 020

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură pentru tensiunea electrică poate fi scrisă în funcţie de alte unităţi de măsură din S.I. în forma: b. Ω ⋅ A c. J ⋅ s ⋅ A −1 d. J ⋅ Ω ⋅ A (2p) a. J ⋅ A 2 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, pentru un fir conductor, este valabilă relaţia: a. ρ = R ⋅ A −1 ⋅ S b. ρ = R ⋅ A −1 ⋅ S −1 c. ρ = R ⋅ A ⋅ S d. ρ = R −1 ⋅ A ⋅ S (3p) 3. Un consumator cu rezistenţa de 6 Ω funcţionează la parametri nominali când este străbătut de un curent electric cu intensitatea de 0,25 A. Consumatorul va funcţiona la parametri nominali la închiderea întrerupătorului K din circuitul (sursa are t.e.m. E = 1,5 V şi rezistenţa interioară neglijabilă):

(5p) 4. Doi rezistori identici au rezistenţa echivalentă a grupării serie de 4 Ω. Dacă vor fi conectaţi în paralel, rezistenţa echivalentă va fi: b. 2 Ω c. 3Ω d. 4 Ω (2p) a. 1 Ω 5. Un bec electric cu rezistenţa R = 100 Ω este alimentat la tensiunea constantă U = 200 V un interval de

timp ∆t = 10 h . Energia electrică consumată în acest timp are valoarea: a. 1,44 ⋅ 10 7 J

b. 2,44 ⋅ 10 6 J

c. 2,44 ⋅ 10 5 J

d. 4,44 ⋅ 10 3 J

(3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 020

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul din figură este format din patru generatoare identice (E = 10 V, r = 2 Ω ) , un rezistor având rezistenţa R = 8 Ω şi comutatorul K. Să se determine: a. tensiunea electromotoare ehivalentă grupării de generatoare când comutatorul K este deschis; b. tensiunea electromotoare echivalentă grupării de generatoare când comutatorul K este închis; c. intensitatea curentului prin rezistor în cazul de la punctul b.; d. indicaţia unui ampermetru ideal ( R A → 0 ) legat la bornele grupării generatoarelor în cazul comutatorului K deschis.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 020

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Într-un atelier de croitorie se folosesc fiare de călcat . Acestea sunt conectate în paralel la o priză multiplă cu tensiunea U = 220 V . Fiecare fier de călcat are puterea P = 2420 W , iar priza care urmează să fie folosită pentru alimentarea fiarelor de călcat este protejată cu o siguranţă fuzibilă de I maxim = 50 A . Consideraţi că în cursul exploatării rezistenţa electrică a fierului de călcat nu variază şi determinaţi: a. valoarea rezistenţei electrice a unui fier de călcat; b. puterea electrică maximă care poate fi extrasă prin priza protejată cu siguranţa fuzibilă; c. numărul de fiare de călcat identice celui descris mai sus care pot fi alimentate în paralel de la priza multiplă; d. energia electrică folosită de un fier de călcat care funcţionează timp de o oră.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 21 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 021

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. La capetele unui conductor metalic de rezistenţă R se aplică o tensiune electrică U . Dacă e este sarcina electrică elementară, numărul de electroni care trec prin secţiunea transversală a conductorului în intervalul de timp t este: Ut eR Rt etR a. N = b. N = c. N = d. N = (3p) eR U Ut Ue 2. Două surse electrice identice de rezistenţă internă r , grupate în paralel, furnizează unui rezistor de rezistenţă R conectat la bornele grupării un curent de intensitate I P . Aceleaşi surse grupate în serie furnizează aceluiaşi rezistor conectat la bornele grupării un curent de intensitate I S . Raportul intensităţilor curentului prin rezistor în cele două situaţii I P / I S este : R+r R R + 2r 2R + r b. c. d. r R + 2r 2R + r R 3. La bornele unei baterii este conectat un rezistor cu rezistenţa electrică R variabilă. Dependenţa inversului intensităţii curentului electric ce străbate rezistorul, de rezistenţa electrică a rezistorului este ilustrată în graficul din figura alăturată. Pe baza datelor din grafic se poate afirma că tensiunea electromotoare a bateriei E şi rezistenţa sa internă r au valorile: a. E = 10 V; r = 10 Ω b. E = 10 V; r = 1Ω c. E = 1 V; r = 0,01 Ω d. E = 1 V; r = 10 Ω

a.

(5p)

(2p) 4. Energia electrică de 100 kWh exprimată în funcţie de unităţi de măsură din S.I. este: a. 100 kJ b. 3600 ⋅ 10 6 J c. 36 ⋅ 10 6 A ⋅ V d. 360 ⋅ 10 6 A ⋅ V ⋅ s (2p) 5. Pe soclul unui bec electric este scris: 220 V − 100 W . Rezistenţa becului în timpul funcţionării la parametri nominali este: b. 250Ω c. 125Ω d. 44Ω (3p) a. 484Ω

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 021

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul electric din figura alăturată conţine o sursă electrică cu t.e.m. E = 24 V şi rezistenţă internă r = 1 Ω şi rezistoarele R1 = 8 Ω , R2 = 12 Ω , R3 = 2,2 Ω , R4 = 4 Ω . Întrerupătorul K este închis. Determinaţi: a. rezistenţa circuitului exterior; b. intensitatea curentului prin sursă; c. sarcina electrică ce străbate rezistorul R 4 în timp de 10 s ; d. tensiunea electrică la bornele sursei, dacă întrerupătorul K ar fi deschis.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 021 Rezolvaţi următoarea problemă: Un circuit electric este format din două rezistoare de rezistenţe R1 = 30Ω , respectiv R 2 = 20Ω , conectate ca în figura alăturată şi alimentate de o baterie cu tensiunea electromotoare E = 90 V şi rezistenţa internă r = 6 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului prin rezistorul R1 ; b. raportul căldurilor degajate pe rezistorii R 2 şi respectiv R1 în acelaşi interval de timp; c. puterea totală dezvoltată de sursă; d. randamentul circuitului electric.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 22 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 022

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii E2 este: fizice exprimate prin raportul r 2 a. A b. A c. W d. J (2p) 2. Ştiind că rezistivitatea electrică a unui conductor metalic la 0°C este ρ0 iar coeficientul termic al rezistivităţii este α , rezistivitatea acestuia la temperatura t este dată de expresia: a. ρ = ρ 0 (1 + αt ) b. ρ = ρ 0αt c. ρ = ρ 0 (1 − αt ) d. ρ = ρ 0 (1 + αt ) (5p) 3. Dacă intensitatea curentului electric printr-un rezistor este de 0,01 A iar rezistenţa electrică a acestuia este de 2 kΩ , tensiunea electrică la bornele rezistorului este de: a. 20 V b.2 V c. 0,5 V d. 0,02 V (3p) 4. Rezistenţa echivalentă a trei becuri identice legate în paralel este RP = 4 Ω . Rezistenţa echivalentă a celor trei becuri legate în serie RS are valoarea: a. 4 Ω b. 12 Ω c. 36 Ω d. 48 Ω (2p) 5. Un generator electric disipă în circuitul exterior aceeaşi putere electrică dacă la borne sale se conectează un rezistor având o rezistenţă electrică de 1,5 Ω sau un alt rezistor cu o rezistenţă electrică de 6 Ω . Rezistenţa internă a generatorului are valoarea: a. 30 Ω b. 20 Ω c. 12 Ω d. 3 Ω (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 022

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul electric reprezentat în figura alăturată conţine trei surse electrice identice cu t.e.m. E = 24 V şi rezistenţă internă r = 3 Ω care alimentează un rezistor având rezistenţa electrică R = 9 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin rezistorul R dacă se neglijează rezistenţa conductoarelor de legătură; b. intensitatea curentului electric prin rezistorul R dacă se consideră că rezistenţa fiecărui conductor de legătură care uneşte punctele A şi B cu bornele rezistorului este R fir = 1 Ω ; c. intensitatea curentului electric printr-o sursă în situaţia descrisă la punctul b; d. raportul dintre căderea de tensiune electrică pe rezistorul R şi căderea de tensiune pe firele de legătură în situaţia descrisă la punctul b; Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 022

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Două rezistoare legate în serie sunt alimentate de un generator electric cu t.e.m. E = 24 V şi rezistenţa internă r = 1Ω . Un rezistor are rezistenţa electrică R1 = 8Ω şi poate absorbi, fără a se distruge, o putere maximă P1 = 32 W . Cel de al doilea rezistor are rezistenţa electrică R2 . Determinaţi: a. valoarea maximă a tensiunii electrice care poate fi aplicată la bornele rezistorului R1 fără a-l distruge; b. valoarea maximă admisibilă a intensităţii curentului prin rezistorul R1 ; c. rezistenţa electrică a celui de-al doilea rezistor R2 pentru ca primul rezistor să absoarbă puterea maximă admisă; d. energia electrică consumată de cei doi rezistori în timp de 10 minute, în condiţiile punctului c.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 23 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 023

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul R ⋅ ∆t este: J J J W b. 2 c. d. (2p) a. s s A A 2. Pe un bec sunt înscrise valorile 100 W; 110 V. Coeficientul termic al rezistivităţii wolframului este α = 5 ⋅ 10 −3 grad -1 . Rezistenţa „la rece (0 0C)” este egală cu 11 Ω. Temperatura filamentului în timpul funcţionării becului este egală cu: b. 2000 0 C c. 2020 0 C d. 2200 0 C (3p) a. 1980 0 C 3. Intensitatea curentului care străbate un conductor termostatat scade de două ori. În acestă situaţie rezistenţa electrică a conductorului: a. scade de două ori; b. creşte de două ori; c. creşte de patru ori; d. rămâne constantă. (2p) 4. Din N surse identice se formează două baterii prin legarea surselor în serie, respectiv în paralel. Bateriile astfel formate se conectează la bornele unui consumator de rezistenţă R . Dacă în ambele cazuri intensitatea curentului prin consumator este aceeaşi, relaţia corectă dintre rezistenţa consumatorului şi rezistenţa internă a unei surse este: a. R = r b. R = 0,5r c. r = 0,5R d. R = nr (3p) 5. În graficul din figura alăturată este redată dependenţa puterii dezvoltate de un rezistor conectat la o sursă de tensiune, de pătratul intensităţii curentului ce-l străbate. Rezistenţa rezistorului este egală cu: a. 0,1 Ω b. 0,2 Ω c. 10 Ω d. 20 Ω (5p) Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 023

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: R1 I1 Consideraţi porţiunea de circuit din figura alăturată, pentru care M se cunosc valorile rezistenţelor celor cinci rezistoare: R1 = 6 Ω, R2 R2 = 3 Ω, R3 = 2 Ω, R4 = R5 = 6 Ω, precum şi intensitatea curentului prin rezistorul de rezistenţă R1, I1 = 1,2 A. Calculaţi: A I2 a. rezistenţa echivalentă RAMB a ramurii superioare (formate din gruparea rezistoarelor R1, R2, şi R3); R4 N b. rezistenţa echivalentă RAB a porţiunii de circuit considerate; c. intensitatea I2 a curentului prin rezistorul de rezistenţă R2; d. tensiunea UMN indicată de un voltmetru ideal (RV → ∞ ) conectat între bornele M şi N.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

R3 B R5

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 023 Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul din figură este alcătuit din: o sursă electrică cu t.e.m. E = 24 V şi rezistenţa interioară r = 0,5 Ω, legată în serie cu un reostat, şi două acumulatoare conectate în paralel la bornele a şi b ale grupării formate din sursă şi reostat. Fiecare acumulator are t.e.m. E 0 = 12 V şi rezistenţa interioară r0 = 2 Ω, iar intensitatea curentului electric stabilit printr-un acumulator este I0 = 2 A. Calculaţi: a. intensitatea I a curentului prin sursă; b. tensiunea electrică la bornele a şi b ale grupării; c. rezistenţa electrică R a reostatului; d. energia disipată sub formă de căldură în întregul circuit în timpul ∆t = 100 s .

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 24 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 024

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură pentru puterea electrică, exprimată în unităţi din S.I. este: A2 V2 b. c. A 2 ⋅ Ω 2 d. V 2 ⋅ Ω 2 (3p) a. Ω Ω 2. Căderea de tensiune pe un rezistor este U = 10 V , atunci când este parcurs de un curent de intensitate I = 1 A . Rezistenţa electrică a acestui rezistor este: a. 1 mΩ b. 10 mΩ c. 10 Ω d. 100 Ω (2p) 3. O sursă de curent continuu disipă pe un rezistor de rezistenţă electrică R puterea maximă pe care o poate transmite circuitului exterior. Între rezistenţa internă a sursei şi rezistenţa R există relaţia: 1 r a. R = 2r b. R = c. R = d. R = r (3p) r 2 4. Trei acumulatoare electrice identice sunt legate în paralel. Conectând între borna pozitivă şi cea negativă a grupării un conductor metalic de rezistenţă neglijabilă, curentul prin acesta are intensitatea de 36 A. Dacă deconectăm unul dintre acumulatoare, intensitatea curentului prin conductorul metalic devine: a. 12 A b. 16 A c. 18 A d. 24 A (5p) 5. La conectarea în serie a doi rezistori, rezistenţa electrică echivalentă a sistemului este RS = 50 Ω . La conectarea în paralel a aceloraşi doi rezistori, rezistenţa echivalentă are valoarea R P = 12Ω . Rezistenţele electrice ale celor doi rezistori sunt: a. 10Ω; 40Ω b. 20Ω; 40Ω c. 20Ω; 30Ω d. 30Ω; 30Ω (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 024

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unui generator electric se conectează în serie un bec şi un reostat. În circuit se conectează un ampermetru, pentru măsurarea intensităţii prin circuit şi un voltmetru pentru măsurarea tensiunii la bornele generatorului, ambele fiind considerate ideale (R A ≅ 0; RV ≅ ∞ ) . Graficul din figura alăturată exprimă valoarea tensiunii măsurate de voltmetru, în funcţie de cea a intensităţii curentului electric. Tensiunea nominală a becului este U n = 12 V , iar valoarea corespunzătoare a rezistenţei reostatului este R = 10 Ω . Determinaţi: a. tensiunea electromotoare şi rezistenţa internă a generatorului. b. valoarea intensităţii prin circuit în cazul funcţionării becului la tensiunea nominală. c. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior în condiţiile punctului anterior. d. numărul de electroni ce străbat o secţiune transversală a conductorilor de legătură în intervalul de timp ∆t = 2 min 40 s , atunci când tensiunea la bornele generatorului este nulă. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 024

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un bec electric cu puterea nominală P = 120 W funcţionează la tensiunea nominală fiind alimentat de la reţeaua de curent continuu, prin conductori de legătură cu rezistenţa totală R = 4 Ω . Circuitul este străbătut de un curent electric de intensitate I = 1 A . Determinaţi: a. tensiunea electrică nominală a becului; b. rezistenţa filamentului becului electric în condiţii normale de funcţionare; c. energia consumată de bec în timp de 1 minut; d. energia consumată de la reţea, în timp de o oră, de întregul circuit.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 25 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 025

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Unitatea de măsură în S.I. a rezistivităţii electrice a unui conductor este: b. Ω ⋅ m c. Ω ⋅ m2 d. Ω −1 ⋅ m (2p) a. Ω ⋅ m −1 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, dependenţa rezistivităţii electrice a unui conductor de temperatură este dată de relaţia: a. ρ = ρ 0αt

b. ρ = ρ 0 (1 − αt )

c. ρ = ρ 0 (1 + αt )

d. ρ =

ρ

0 (3p) 1 + αt 3. Două baterii, având fiecare t.e.m. E şi rezistenţa interioară r sunt conectate în paralel şi debitează pe un consumator cu rezistenţa electrică R. Intensitatea curentului electric prin consumator este: E E 2E E b. I = c. I = d. I = (3p) a. I = R+r R +r /2 R+r R + 2r 4. Puterea maximă care poate fi transmisă circuitului exterior de o sursă cu tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r are expresia: E2 E2 E E a. b. c. d. (5p) 4r 2r R+r 4R 5. În reţeaua din figură, fiecare rezistor are rezistenţa electrică R. Când tensiunea este aplicată între bornele A şi B, rezistenţa echivalentă a reţelei este: a. 4R / 3 b. 4R c. 3R / 4 d. 3R / 2 (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 025

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un circuit este format dintr-o sursă de tensiune cu t.e.m. E = 10 V şi rezistenţa internă r = 2 Ω şi un rezistor cu rezistenţa R = 8 Ω . Un ampermetru şi un voltmetru considerate ideale (R A ≅ 0, RV → ∞ ) sunt folosite pentru a determina intensitatea curentului din circuit, respectiv tensiunea la bornele rezistorului R. a. Desenaţi schema circuitului. b. Calculaţi tensiunea indicată de voltmetru. c. Determinaţi căderea internă de tensiune a sursei. d. Circuitul este modificat prin conectarea voltmetrului în serie cu rezistorul şi ampermetrul. Specificaţi noile indicaţii ale voltmetrului şi ampermetrului.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 025 Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul electric a cărui schemă este ilustrată în figura alăturată conţine o baterie cu t.e.m. E şi rezistenţă internă neglijabilă şi trei rezistoare având rezistenţele electrice R1 = 20 Ω , R2 = 60 Ω şi R3 = 60Ω . Cunoscând că intensitatea curentului prin sursă este I = 2 A , determinaţi: a. tensiunea electromotoare E a sursei; b. tensiunea electrică dintre punctele M şi N; c. puterea electrică disipată în rezistorul cu rezistenţa R1 ; d. energia disipată în circuitul exterior în timp de 20 minute.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 26 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 026

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Unitatea de măsură a mărimii fizice egale cu raportul dintre intensitatea curentului electric şi tensiunea electrică este: 1 Ω 1 b. c. d. Ω (2p) a. V⋅A V Ω 2. Alegeţi afirmaţia corectă: a. O sursă având rezistenţa internă r poate dezvolta aceeaşi putere pe doi rezistori diferiţi dacă rezistenţele lor satisfac relaţia r = R1 ⋅ R2 ; b. O sursă având rezistenţa internă r poate dezvolta aceeaşi putere pe doi rezistori diferiţi dacă rezistenţele lor satisfac relaţia r = R1 ⋅ R2 ; c. Nicio sursă cu rezistenţa internă r nu poate dezvolta aceeaşi putere pe doi rezistori diferiţi; d. Numai o sursă ideală ar putea dezvolta aceeaşi putere pe doi rezistori având rezistenţe diferite. (3p) 3. Cunoscând faptul că toate rezistoarele din montajele de mai jos sunt identice, având rezistenţa egală cu 2Ω , montajul a cărui rezistenţă echivalentă între punctele marcate pe figură are valoarea de 3Ω este:

a. b. c. d. (5p) 4. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia puterii electrice consumate de un rezistor este: I2 U2 a. P = W ⋅ ∆t b. P = c. P = U ⋅ I ⋅ ∆t d. P = (2p) R R 5. Un rezistor cu rezistenţa electrică R = 2 Ω este construit dintr-un fir metalic cu lungimea A = 2 m şi diametrul d = 1 mm . Rezistivitatea materialului din care este confecţionat rezistorul este egală cu: a. 3,15 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m

b. 5,42 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m

c. 7,85 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m

d. 9,46 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m

(3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 026

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un circuit conţinând un reostat cu cursor ( 0 ÷ 35 Ω ) este alimentat de o sursă cu E = 18 V şi r = 1Ω . Se neglijează variaţia rezistenţei cu temperatura. Determinaţi: a. valoarea I1 a intensităţii curentului corespunzătoare valorii maxime a rezistenţei electrice a reostatului; b. tensiunea la bornele sursei corespunzătoare situaţiei în care rezistenţa electrică a reostatului are valoare minimă; c. lungimea înfăşurării totale a reostatului ştiind că acesta este confecţionat dintr-un fir de nichelină ( ρ = 42 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m ), cu diametrul d = 0,3 mm . d. tensiunea electrică la bornele reostatului al cărui cursor este poziţionat acum la jumătatea înfăşurării.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 026

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Sursa de tensiune din figura alăturată are t.e.m. E = 14 V şi rezistenţa internă r = 3 Ω . La bornele sursei se conectează o grupare de rezistoare identice, fiecare având rezistenţa electrică R = 4 Ω . a. Determinaţi căderea de tensiune UMN între punctele M şi N ale circuitului. b. Calculaţi puterea consumată în circuitul exterior. c. Determinaţi valoarea R1 pe care ar trebui să o aibă rezistenţa R a fiecăruia dintre cele patru rezistoare din grupare, pentru ca randamentul circuitului să devină egal cu η 1 = 75% . d. Se înlocuieşte gruparea de rezistoare conectată între punctele M şi N ale circuitului cu un consumator având rezistenţa electrică R 2 . Determinaţi valoarea puterii disipate de consumator ştiind că randamentul circuitului devine egal cu η 2 = 50% .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 27 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 027

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. V 1. Rezultatul obţinut de un elev în urma rezolvării unei probleme este 10 . Simbolurile unităţilor de măsură A fiind cele utilizate în manualele de fizică, acest rezultat poate reprezenta valoarea unei: a. puteri b. energii c. sarcini electrice d. rezistenţe electrice (2p) 2. Un număr N = 10 acumulatoare identice, având fiecare t.e.m. 1,2 V şi rezistenţa interioară 0,120 Ω sunt conectate în paralel. Legând la bornele bateriei un conductor de rezistenţă practic nulă, tensiunea la bornele grupării şi intensitatea curentului care străbate unul dintre acumulatoare vor avea valorile: a. 0 V şi 10 A b. 0 V şi 120 A c. 1,2 V şi 120 A d. 14,4 V şi 1440 A (3p) 3. Valoarea puterii electrice disipată pe un rezistor la bornele căruia se aplică o tensiune constantă: a. nu depinde de rezistenţa electrică a rezistorului b. este invers proporţională cu intensitatea curentului care circulă prin rezistor c. depinde de sensul curentului prin rezistor d. este independentă de timpul cât circulă curentul electric prin rezistor (5p) 4. Valoarea numerică a raportului dintre tensiunea la bornele unei surse cu rezistenţa interioară nenulă şi tensiunea electromotoare a sursei este: a. întodeauna mai mică decât unu; b. întodeauna egală cu unu; c. întodeauna mai mare decât unu; d. dependentă de sensul curentului prin sursă. (3p) 5. Căldura disipată în timp de 1 oră, pe o rezistenţă R = 5 Ω , parcursă de un curent de valoare I = 10 A este: a. Q = 5000 kJ b. Q = 1800 kJ c. Q = 500 kJ d. Q = 50 kJ (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 027

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O instalaţie de iluminat, formată din N = 10 becuri identice conectate în paralel, este racordată la un generator de curent continuu cu E = 12,5 V şi rezistenţă internă r = 0,25 Ω , prin conductori de lungime

A = 3 m fiecare, având rezistivitatea electrică ρ = 42 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m . Ştiind că generatorul debitează un curent I = 10 A , iar tensiunea la bornele grupării de becuri are valoarea U bec = 9 V , determinaţi: a. tensiunea electrică la bornele generatorului. b. valoarea rezistenţei electrice a unui bec. c. aria secţiunii transversale a conductorilor de alimentare. d.valoarea intensităţii curentului prin circuit dacă se scurtcircuitează bornele generatorului printr-un conductor de rezistenţă internă neglijabilă.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 027 Rezolvaţi următoarea problemă: Graficul alăturat prezintă variaţia intensităţii curentului electric debitat de o sursă pe un rezistor, în funcţie de rezistenţa electrică R a rezistorului. Sursa are tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r . Folosind datele din grafic, determinaţi: a. puterea disipată de sursă pe rezistor atunci când rezistenţa acestuia este egală cu R1 = 3 Ω ; b. energia consumată de rezistor într-un interval de timp t = 5 min dacă rezistenţa acestuia este egală cu R 2 = 8 Ω ; c. tensiunea electromotoare a sursei; d. putere maximă debitată de sursă pe circuitul exterior.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 28 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 028

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele folosite în manualele de fizică, nu este unitate de măsură pentru rezistenţa electrică: b. A ⋅ V −1 c. W ⋅ A −2 d. W −1 ⋅ V 2 (3p) a. V ⋅ A −1 2. Trei surse caracterizate de parametrii (E,r), (2E,2r), (3E,3r) sunt legate în serie. Gruparea este scurtcircuitată printr-un conductor de rezistenţă electrică neglijabilă, ca în figura alăturată. Intensitatea curentului de scurtcircuit a sursei echivalente este egală cu: E E 2E 22E b. c. d. (3p) a. 6r r r r 3. Puterea transferată de o sursă electrică circuitului exterior este maximă când: a. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior este minimă; b. intensitatea curentului este minimă; c. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior este egală cu rezistenţa internă a sursei; (2p) d. tensiunea la borne este maximă. 4. Tensiunea la bornele unei surse cu tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r , la bornele căreia este conectat un rezistor de rezistenţă R , se poate exprima prin relaţia: E ER Er Er b. c. d. (5p) a. R (R + r ) R+r R+r R 5. O grupare N rezistoare legate în paralel este conectată la bornele unei surse de tensiune. Afirmaţia corectă este: a. rezistenţa grupării scade atunci când rezistenţa unui rezistor creşte; b. rezistenţa grupării este mai mică decât rezistenţa oricărui rezistor din grupare; c. intensitatea curentului prin sursă creşte dacă se scoate un rezistor din grupare; d. prin fiecare rezistor trece acelaşi curent. (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 028

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Patru becuri identice notate cu 1,2,3,4 sunt montate ca în circuitul din figură. Sursa de tensiune are rezistenţa internă neglijabilă şi tensiunea electromotoare E = 12 V. Ampermetrul ideal (R A ≅ 0 ) măsoară un curent de 0,3 A. a. Determinaţi rezistenţa echivalentă a circuitului; b. Calculaţi rezistenţa electrică a unui bec; c. Calculaţi tensiunea la bornele becului 2; d. Între punctele b şi c se leagă un fir conductor de rezistenţă electrică neglijabilă. Se consideră că niciun bec nu se va arde în urma modificării montajului. Stabiliţi care dintre becuri luminează mai puternic. Justificaţi răspunsul.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 028

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Doriţi să folosiţi un calorifer electric şi să-l conectaţi la o priză cu tensiunea U = 220 V . Caloriferul are puterea P = 4840 W , iar priza care urmează să fie folosită pentru alimentarea caloriferului este protejată cu o siguranţă fuzibilă de I maxim = 25 A . Consideraţi că în cursul exploatării rezistenţa electrică a caloriferului nu variază şi determinaţi: a. valoarea rezistenţei electrice a caloriferului; b. puterea electrică maximă care poate fi extrasă prin priza protejată cu siguranţa fuzibilă; c. numărul de calorifere identice celui descris mai sus care pot fi alimentate în paralel de la această priză. d. energia electrică folosită de un calorifer în timp de o oră.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 29 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 029

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. La bornele unei baterii formată din patru generatoare electrice identice, conectate în paralel, fiecare având tensiunea electromotoare E şi rezistenţa interioară r , se leagă un rezistor cu rezistenţa electrică R . Expresia intensitatăţii curentului electric prin rezistor este: E 4E E E b. c. d. (2p) a. r R + 4r R + 4r R+r R+ 4 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii U I poate fi scrisă în forma: a. J ⋅ A −2 ⋅ s −1 b. J ⋅ A −1 ⋅ s −1 c. W ⋅ A −2 ⋅ s −1 d. W ⋅ A −1 ⋅ s −1 (5p) 3. Printr-un conductor cu rezistenţa electrică de 10 Ω trece o sarcină electrică de 360 C . Tensiunea electrică la capetele conductorului este de 30 V . Intervalul de timp necesar trecerii sarcinii electrice are valoarea: a. 1 min b. 2 min c. 3 min d. 4 min (3p) 4. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, expresia dependenţei de temperatură a rezistenţei electrice a unui conductor metalic dacă se neglijează modificarea dimensiunilor conductorului cu temperatura este: R0 R0 a. R = R 0 (1 − α ⋅ t ) b. R = c. R = d. R = R 0 (1 + α ⋅ t ) (2p) 1+ α ⋅ t 1− α ⋅ t 2 5. Rezistenţa electrică echivalentă între punctele A şi B ale montajului din figura alăturată este: a. R / 3 b. R / 2 c. 5R / 8 d. 2R / 3 (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 029

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată, R = 5 Ω , iar intensitatea curentului electric prin generator are valoarea I1 = 3 A când comutatorul K este deschis şi I 2 = 3,5 A când K este închis. Determinaţi: a. rezistenţa electrică a grupării de rezistoare conectată la bornele generatorului când comutatorul K este deschis; b. rezistenţa interioară a generatorului electric; c. tensiunea electromotoare a generatorului electric; d. tensiunea electrică la bornele generatorului când K este închis.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 029 Rezolvaţi următoarea problemă: Sursa de tensiune reprezentată în figura alăturată are t.e.m. E = 12 V şi rezistenţa internă r = 1,5 Ω . Iniţial întrerupătorul K este închis, iar tensiunea la bornele becului este egală cu tensiunea sa nominală U bec = 6 V . Tensiunea dintre punctele a şi b ale circuitului este egală cu U ba = 9 V . Cunoscând că R 2 = 2 Ω şi considerând că întrerupătorul este închis, determinaţi: a. rezistenţa electrică a rezistorului R1 ; b. puterea electrică consumată de bec; c. randamentul transferului de putere de la sursă la bec. d. valoarea pe care ar trebui să o aibă rezistenţa electrică a rezistorului R 2 x pentru ca becul să funcţioneze la parametrii nominali dacă se deschide întrerupătorul K.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 30 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 030

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, expresia corectă a rezistenţei electrice a unui conductor liniar este: ρA ρ A S b. R = c. R = d. R = (2p) a. R = ρS ρA S AS 2. Bornele unui generator electric, de tensiune electromotoare E = 12 V , se pun în legătură prin intermediul unui conductor de rezistenţă neglijabilă. Intensitatea curentului electric care străbate conductorul are valoarea I = 4,8 A . Rezistenţa internă a generatorului are valoarea: a. 57,6 Ω b. 16,8 Ω c. 7,2 Ω d. 2,5 Ω (3p) 3. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, P unitatea de măsură a mărimii 2 poate fi scrisă sub forma: I V a. b. V ⋅ A c. V ⋅ Ω d. J (5p) A 0 4. Valoarea rezistenţei electrice a unui conductor din aluminiu, la temperatura de 40 C , este R = 22,88 Ω . Coeficientul de temperatură al rezistivităţii conductorului este α ≅ 3,6 ⋅ 10 −3 grad −1 . Valoarea rezistenţei electrice a conductorului la temperatura de 00 C este: a. 33 Ω b. 20 Ω c. 4 Ω d. 2Ω (3p) 5. La bornele unui generator electric se cuplează un rezistor a cărui rezistenţă electrică este R1 = 18 Ω . Se înlocuieşte rezistorul R1 cu un alt rezistor, a cărui rezistenţă electrică are valoarea R 2 = 8 Ω . Puterea disipată de rezistoarele, R1 respectiv R 2 este aceeaşi. Valoarea rezistenţei interne a generatorului este: a. 2 Ω b. 10 Ω c. 12 Ω d. 26 Ω (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 030

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric a cărui schemă este ilustrată în figura alăturată, se cunosc: E = 15 V , r = 1Ω , R1 = R 2 = R 3 = 6 Ω . Conductoarele de legătură şi ampermetrul se consideră ideale (R A ≅ 0; R conduct. = 0 ) . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric care străbate rezistorul R1 când întrerupătorul K este închis; b. tensiunea la bornele generatorului când comutatorul K este închis; c. valoarea intensităţii curentului electric indicat de ampermetru când întrerupătorul K este deschis; d. valoarea intensităţii curentului electric care străbate rezistorul R 2 când întrerupătorul K este deschis.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 030

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Doriţi să folosiţi o maşină de gătit electrică şi să o conectaţi la o priză cu tensiunea U = 220 V . Maşina de gătit are cinci ochiuri (plite), care atunci când funcţionează simultan sunt legate în paralel, fiecare folosind puterea P = 4840 W . Priza care urmează să fie folosită pentru alimentarea maşinii de gătit este protejată cu o siguranţă fuzibilă de I maxim = 100 A . Consideraţi că în cursul exploatării rezistenţa electrică a plitelor nu variază şi determinaţi: a. valoarea intensităţii curentului electric printr-o plită atunci când acesta funcţionează normal; b. puterea electrică maximă care poate fi extrasă prin priza protejată cu siguranţa fuzibilă; c. numărul de plite ale maşinii de gătit care pot fi folosite simultan, utilizând această priză; d. energia electrică folosită de o plită în timp de o oră.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 31 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 031

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. W ⋅m 1. Mărimea fizică a cărei unitate de măsură în S.I. poate fi pusă sub forma este: A2 a. tensiunea electrică b. rezistenţa electrică c. puterea electrică d. rezistivitatea electrică (2p) 2. Rezistenţa circuitului exterior al unei surse cu t.e.m. E = 1,5 V este R = 1Ω . Dacă rezistenţa internă a sursei este r = 0,5 Ω , tensiunea la bornele sursei are valoarea: a. U = 10 V b. U = 1V c. U = 0,5 V d. U = 0,25 V (3p) 3. Un fir conductor omogen, de secţiune constantă şi de lungime A , este conectat la bornele unei surse cu rezistenţă interioară neglijabilă. Dacă firul conductor se taie în două bucăţi egale, fiecare de lungime A 2 , care se leagă în paralel la bornele aceleiaşi surse, intensitatea curentului furnizat de sursă devine, faţă de cea furnizată iniţial: a. de 2 ori mai mare b. de 2 ori mai mică c. de 4 ori mai mare d. de 4 ori mai mică (5p) 4. O baterie cu E = 10 V are rezistenţa internă r = 1Ω . Bornele bateriei sunt scurtcircuitate prin intermediul unui conductor de rezistenţă electrică neglijabilă. Intensitatea curentului electric de scurtcircuit al bateriei este: a. I sc = 1A b. I sc = 5 A c. I sc = 10 A d. I sc = 15 A (3p) 5. O sursă având rezistenţa internă r disipă puterea maximă pe un rezistor de rezistenţă R conectat la bornele ei. Între cele două rezistenţe există relaţia: a. R = 2r b. R = r c. R = r 2 d. R = r 3 (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 031

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O sursă cu tensiunea electromotoare E = 12 V şi rezistenţa internă r = 1,2 Ω este legată la bornele unui circuit şi se constată că tensiunea la borne este de n = 3 ori mai mare decât căderea de tensiune internă a sursei. a. Determinaţi valoarea intensităţii curentului din circuit. b. Calculaţi valoarea rezistenţei circuitului exterior. c. Se conectează la bornele circuitului o grupare paralel formată din 3 surse identice având E = 12 V şi r = 1,2 Ω . Determinaţi valoarea intensităţii curentului ce străbate un fir de rezistenţă neglijabilă ce leagă bornele grupării de generatoare. d. Calculaţi tensiunea de la bornele unei surse în cazul descris la punctul c.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 031 Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unei baterii cu tensiunea electromotoare E = 12 V şi rezistenţa 1 internă r = 0,16 Ω ( ≅ Ω) este legat un ansamblu de patru rezistenţe ca în 6 schema electrică reprezentată în figura alăturată. Se consideră că R1 = R 4 = 1Ω şi R 2 = R3 = 2 Ω . Calculaţi: a. valoarea tensiunii indicate de un voltmetru ideal legat între punctele B şi D . b. puterea debitată de sursă pe circuitul exterior. c. căldura degajată de rezistorul R3 în intervalul de timp ∆t = 1 min . c. valoarea puterii maxime pe care o poate debita bateria conectată la bornele unui circuit de rezistenţă variabilă.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 32 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 032

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Un consumator care este conectat la reţea un timp t = 10 min consumă energia W = 1200 J . Puterea electrică a acestuia este: a. 2 W b. 120 W c. 720 kW d. 12000 W (2p) 2. Un conductor de lungime A = 0,5 m şi secţiune S = 2 mm 2 are rezistenţa electrică R = 5 Ω . Rezistivitatea materialului din care este confecţionat este: b. ρ = 2,0 ⋅ 10 −2 Ω ⋅ m c. ρ = 2,0 ⋅ 10 −5 Ω ⋅ m d. ρ = 2,0 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m (5p) a. ρ = 1,25 ⋅ 10 3 Ω ⋅ m 3. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, E2 este: unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice descrisă prin relaţia 4r b. W c. A d. V (3p) a. J 4. Un circuit simplu este format dintr-un rezistor cu rezistenţa electrică R = 19 Ω conectat la un generator caracterizat de E = 220 V şi r = 1Ω . Intensitatea curentului electric prin circuit este: a. 11 A b. 20 A c. 22 A d. 4,4 kA (2p) 5. Se realizează o grupare serie de 3 rezistoare identice având fiecare rezistenţa electrică R = 12 Ω Rezistenţa echivalentă a grupării va fi: a. 0,25 Ω b. 4 Ω c. 12 Ω d. 36 Ω (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 032

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În reţeaua electrică din figura alăturată se cunosc: E1 = 24 V , E 2 = 20 V , R1 = R 2 = 1 Ω , R 3 = 2 Ω . Rezistenţele interne ale surselor se neglijează. a. Scrieţi expresiile legilor lui Kirchhoff particularizate pentru reţeaua electrică din figura alăturată. b. Calculaţi intensitatea curentului I 1 . c. Calculaţi căderea de tensiune pe rezistorul R 3 . d. Determinaţi valoarea tensiunii la bornele sursei E 2 .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 032

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La reţeaua de 220 V se leagă în paralel, prin intermediul unei prize multiple, un cuptor cu microunde de putere nominală P1 = 800 W şi un frigider de putere nominală P2 = 500 W . Calculaţi: a. rezistenţa electrică a cuptorului cu microunde; b. intensitatea curentului electric prin rezistenţa electrică a frigiderului; c.intensitatea curentului prin conductoarele prizei de alimentare de la reţea; d. energia electrică pe care o consumă frigiderul în timpul t = 15 min .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 33 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 033

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură din S.I. pentru mărimea fizică egală cu raportul dintre puterea electrică şi intensitatea curentului electric este: a. Ω b. A c. J d. V (2p) 2. Un circuit simplu este format dintr-un generator cu t.e.m. E şi rezistenţa interioară r, la bornele căruia este conectat prin conductoare de legătură de rezistenţă electrică neglijabilă un reostat având rezistenţa R. Mărimea fizică egală cu produsul dintre tensiunea electromotoare a generatorului şi intensitatea curentului din circuit se poate exprima în forma: E 2R E2 E 2r E a. ; b. ; c. ; d. . (3p) (R + r )2 (R + r )2 R+r (R + r )2 3. Într-o reţea electrică considerăm un ochi determinat de laturile AB, BC, CD şi DA; se cunosc valorile tensiunilor electrice UAB = 12 V, UCB = 24 V, UCD = 6 V. Tensiunea UAD are valoarea: a. − 6 V b. 6 V c. − 42 V d. 42 V (5p) 4 Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, expresia care are aceeaşi unitate de măsură ca şi sarcina electrică este: a. W / I b. W / E c. Pt d. UI (3p) 5. Rezistenţa electrică echivalentă a grupării în serie a două rezistoare a şi b (având rezistenţele Ra ≥ Rb ) este 18 Ω, iar rezistenţa echivalentă a grupării lor în paralel este 4 Ω. Raportul R a R b dintre valorile rezistenţelor celor două rezistoare este: a. 1 b. 1,5 c. 2 d. 4,5 (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 033

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În figura alăturată este reprezentată o grupare de mai mulţi rezistori identici. Fiecare rezistor are rezistenţa R = 10 Ω . Gruparea este alimentată la tensiunea U = 220 V prima oară între bornele A şi B, apoi între bornele C şi D. Determinaţi: a. valoarea rezistenţei echivalente între bornele A şi B; b. intensitatea curentului prin ramura AB atunci când gruparea este conectată la tensiunea U între bornele A şi B; c. valoarea rezistenţei echivalente între bornele C şi D; d. intensitatea curentului prin ramura AB atunci când gruparea este conectată la tensiunea U între bornele C şi D.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 033

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie de acumulatoare este alcătuită din n =20 elemente, legate în serie, fiecare având t.e.m. E1 = 1,2 V şi rezistenţa interioară r1 = 0,1 Ω. Bateria alimentează un reşou. Tensiunea la borne este 20 V. Determinaţi: a. rezistenţa electrică a reşoului. b. raportul dintre puterea electrică disipată în interiorul bateriei şi puterea consumată de reşou; c. noua valoare a puterii consumate de reşou, dacă, datorită atingerii unor spire ale reşoului, rezistenţa acestuia scade cu 20%. d. intensitatea curentului prin fiecare element dacă legăm la bornele bateriei un conductor metalic de rezistenţă neglijabilă.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 34 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 034

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii definite prin raportul dintre sarcina electrică şi timp este: b. A c. J/s d. A ⋅ s (3p) a. C ⋅ s 2. Rezistenţa electrică a unui conductor este invers proporţională cu: a. lungimea conductorului b. aria secţiunii transversale a conductorului c. rezistivitatea materialului din care este confecţionat conductorul d. temperatura conductorului (2p) 3. Un rezistor de rezistenţă electrică R = 4 Ω este conectat la bornele unui generator având tensiunea electromotoare E = 12 V . Intensitatea curentului electric prin rezistor are valoarea I = 2,5 A . Rezistenţa internă r a generatorului este: a. 0,1Ω b. 0,2 Ω c. 0,8 Ω d. 1 Ω (5p) 4. Se realizează o grupare serie de 3 rezistoare identice având fiecare rezistenţa electrică R = 12 Ω . Rezistenţa echivalentă a grupării va fi: b. 4 Ω c. 12 Ω d. 36 Ω (2p) a. 0,25 Ω 5. Energia electrică consumată de către o sursă având tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r într-un interval de timp ∆t , atunci când bornele sursei sunt scurtcircuitate printr-un conductor de rezistenţă electrică neglijabilă, este dată de expresia: rE 2 E E 2 ∆t (R + r )E ∆t a. b. c. d. (3p) R+r r ∆t ∆t

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 034

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Doi consumatori electrici sunt confecţionaţi din nichelină cu rezistivitatea ρ = 42 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m , având lungimile egale A = 100 m şi secţiunile diferite S1 = 21 mm 2 , respectiv S 2 = 7 mm 2 . La conectarea consumatorului de rezistenţă R1 la un generator de curent continuu, prin acesta trece un curent cu intensitatea I 1 = 0,64 A . Dacă se înlocuieşte R1 cu R 2 , intensitatea curentului devine I 2 = 0,24 A . Determinaţi: a. valorile R1 şi R 2 ale celor două rezistenţe; b. tensiunea electromotoare a generatorului; c. valoarea rezistenţei interne a generatorului; d. aria secţiunii transversale unui conductor confecţionat dintr-un metal cu rezistivitatea ρ1 = 6 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m , de lungime egală cu a celor doi consumatori, care ar fi echivalent cu rezistenţa serie a acestora. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 034 Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru reţeaua din figura alăturată se cunosc: r1 = r 3 = 1Ω, r 2 = 0 Ω , E 1 = 6 V, E 3 = 30 V, R1 = R 3 = 8 Ω, R 2 = 5 Ω . Intensitatea curentului electric prin rezistorul R 3 are valoarea I 3 = 3 A . Determinaţi: a. energia electrică consumată de către rezistorul R 3 în ∆t = 5 min ; b. intensitatea curentului prin rezistorul R 2 ; c. valoarea tensiunii electromotoare E 2 ; d. puterea totală disipată pe rezistoarele R1, R 2 şi R 3 .

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 35 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 035

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1.Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a rezistivităţii electrice poate fi exprimată în forma: V V A V m b. c. d. (2p) a. A Am m A 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, pentru un fir conductor parcurs de un curent electric de intensitate I atunci când la bornele lui se aplică o tensiune U este corectă relaţia: c. I ⋅ S = ρ −1 ⋅ A −1 ⋅ U d. I ⋅ S = ρ ⋅ A −1 ⋅ U (5p) a. I ⋅ S −1 = ρ −1 ⋅ A −1 ⋅ U b. I ⋅ S −1 = ρ −1 ⋅ A ⋅ U 3. O baterie având tensiunea electromotoare egală cu 10 V este conectată la bornele unui rezistor. Un voltmetru ideal ( RV → ∞ ) conectat la bornele sursei indică 8 V. Randamentul ciruitului are valoarea: a. η = 0,2 b. η = 0,4 c. η = 0,6 d. η = 0,8 (3p) 4. Un generator de t.e.m. continuă alimentează un consumator cu rezistenţa variabilă. În această situaţie: a. intensitatea curentului care parcurge circuitul creşte când rezistenţa consumatorului creşte; b. tensiunea la bornele generatorului scade când rezistenţa consumatorului creşte; c. intensitatea curentului care parcurge circuitul creşte când rezistenţa consumatorului scade; d. tensiunea la bornele generatorului creşte când rezistenţa consumatorului scade. (2p) 5. Un bec electric cu puterea nominală P = 100 W este alimentat la tensiunea nominală U = 220 V . Rezistenţa electrică a becului are valoarea: b. 363 Ω c. 220 Ω d. 100 Ω (3p) a. 484 Ω

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 035

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În figura alăturată este reprezentată dependenţa intensităţii curentului care parcurge un consumator de tensiunea electrică măsurată la bornele sale. Consumatorul este construit dintr-un fir având lungimea A = 125 m şi diametrul d = 0,5 mm . Folosind datele din grafic, determinaţi: a. valoarea rezistenţei electrice a consumatorului; b. numărul de electroni care trec prin secţiunea transversală a consumatorului în unitatea de timp atunci când tensiunea aplicată la bornele sale este de 30 V ; c. intensitatea curentului prin circuit, dacă acest consumator ar fi conectat la bornele unei surse cu tensiunea electromotoare E = 110 V şi r = 10 Ω ; d. rezistivitatea materialului din care este confecţionat consumatorul.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 035

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un consumator electric cu rezistenţa R = 20 Ω este alimentat de două generatoare identice de t.e.m. E = 22 V şi rezistenţa internă r = 1 Ω , conectate în serie. a. Calculaţi puterea totală a generatorului echivalent. b. Calculaţi energia disipată în timp de un minut pe rezistenţa internă a unei surse. c. Calculaţi puterea electrică disipată pe consumatorul din circuit. d. Determinaţi randamentul circuitului electric.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 36 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 036

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Prin rezistorul unui reşou, conectat la o sursă de tensiune, trece o sarcină electrică de 720 C în timp de 4 minute, iar prin rezistorul unui alt reşou trece o sarcină electrică de 30 C în timp de 10 s . Între intensităţile curenţilor ce trec prin cele două reşouri există relaţia: a. I 1 = I 2 b. I 1 = 2I 2 c. I 1 = 5I 2 d. I1 = 10I 2 (3p) 2. Un circuit electric ce conţine un rezistor este alimentat de un generator electric. În figura alăturată este reprezentată dependenţa intensităţii curentului de tensiunea aplicată la capetele rezistorului. Rezistenţa porţiunii din circuit pentru care a fost trasat graficul este: a. 0,1Ω b. 1Ω c. 10 Ω d. 40 Ω (2p) 3. Un bec montat într-un circuit electric consumă puterea P . Dacă tensiunea la bornele becului se reduce la jumătate şi admitem că rezistenţa electrică a becului nu se modifică, puterea consumată de bec devine: a. P b. P / 2 c. P / 3 d. P / 4 (5p) 4. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate prin produsul E ⋅ I ⋅ ∆t poate fi scrisă sub forma: J W b. J ⋅ s c. d. W ⋅ s (2p) a. s s 5. O baterie formată din n elemente identice legate în serie, având fiecare tensiunea electromotoare E = 2,1 V şi rezistenţa internă r = 0,1Ω , se conectează la capetele unui rezistor de rezistenţă R = 6,4Ω . Prin rezistor trece un curent de intensitate I = 1,8 A . Numărul de elemente din care este formată bateria este: a. 2 b. 3 c. 4 d. 6 (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 036

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un consumator format din 100 de becuri identice grupate în paralel este conectat la bornele unui generator electric cu tensiunea electromotoare E = 144 V şi rezistenţă internă r = 0,22 Ω , prin două conductoare de

lungime A = 36 m fiecare şi rezistivitate ρ = 1,75 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m . Curentul debitat de generator are intensitatea I = 60 A , iar tensiunea la bornele consumatorului este U C = 120 V . Determinaţi: a. tensiunea electrică la bornele generatorului; b. aria secţiunii conductoarelor de alimentare; c. intensitatea curentului prin fiecare bec; d. rezistenţa echivalentă a becurilor rămase în circuit dacă se deşurubează jumătate din becuri.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 036 Rezolvaţi următoarea problemă: O sursă cu tensiunea electromotoare E = 24 V şi rezistenţa internă r = 1Ω alimentează un circuit format din rezistoare grupate ca în figura alăturată. Iniţial întrerupătorul K este închis, iar rezistenţele electrice au valorile: R1 = 2 Ω , R 2 = 3 Ω , R 3 = 1Ω şi R 4 = 4 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului ce trece prin rezistorul R1 ; b. energia disipată pe întregul circuit în timp de un minut; c. puterea disipată pe gruparea rezistoarelor R 3 ,R 4 ; d. randamentul electric al circuitului dacă se deschide întrerupătorul K .

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 37 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 037

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. pentru puterea electrică poate fi scrisă în forma: b. V ⋅ A ⋅ s c. V ⋅ A −1 ⋅ s −1 d. J . (2p) a. J ⋅ s −1 2. Rezistenţa echivalentă între punctele M şi N ale ansamblului de rezistoare identice, cu rezistenţele electrice de 3,2 Ω fiecare, grupate ca în figură, este: a. 1Ω b. 2 Ω c. 3 Ω d. 5 Ω . (5p) 3. Variaţia intensităţii curentului printr-un conductor în funcţie de timp este prezentată în graficul alăturat. Valoarea sarcinii electrice care trece printr-o secţiune transversală a conductorului în intervalul de timp cuprins între t1 = 0 s şi t 2 = 8 s este egală cu: a. 8 mC b. 16 mC c. 32 mC d. 64 mC . (3p) 4. Un circuit electric este compus dintr-o baterie cu rezistenţa internă r = 2 Ω şi un rezistor cu rezistenţa electrică R1 = 1 Ω pe care se debitează puterea P. Se înlocuieşte rezistorul R1 cu un alt rezistor R 2 pe care sursa debitează aceeaşi putere P. Rezistenţa electrică a rezistorului R 2 este: a. 4 Ω b. 3 Ω c. 2 Ω d. 8 Ω (2p) 5. O sursă cu t.e.m. E = 110 V şi rezistenţa internă r = 1 Ω furnizează un curent electric cu intensitatea I = 10 A . Tensiunea U la bornele sursei are valoarea: a. 10 V b. 20 V c. 50 V d. 100 V (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 037

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În montajul alăturat între intensităţile curenţilor electrici ce trec prin sursa de tensiune când comutatorul k este deschis ( I 1 ) şi respectiv închis ( I 2 ) există relaţia I 1 = 0,75 ⋅ I 2 . Cunoscând tensiunea electromotoare a sursei E = 12 V , şi valoarea rezistenţei electrice R = 5 Ω , determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior când comutatorul k este închis; b. rezistenţa internă a sursei; c. intensitatea curentului electric ce trece prin sursă atunci când comutatorul k este închis; d. tensiunea electrică la bornele sursei când comutatorul k este deschis.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 037

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Două rezistoare au rezistenţele electrice R1 = 3 Ω şi respectiv R2 = 6 Ω . Puterile electrice maxime admisibile pentru cele două rezistoare sunt Pm1 = 27 W şi respectiv Pm 2 = 96 W . Considerând că valorile rezistenţelor electrice nu depind de temperatură, determinaţi: a. intensităţile maxime admisibile ale curenţilor ce trec prin cele două rezistoare; b. tensiunea maximă care se poate aplica grupării serie a celor două rezistoare; c. tensiunea maximă care se poate aplica grupării paralel a celor două rezistoare; d.randamentul circuitului electric obţinut prin conectarea unui generator electric cu rezistenţa internă r = 2 Ω la bornele grupării serie a celor două rezistoare.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 38 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 038

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. pentru rezistivitatea electrică este: b. Ω ⋅ m c. Ω −1 ⋅ m −1 d. Ω −1 (2p) a. Ω 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, expresia puterii electrice debitate de un rezistor R conectat la bornele unei surse având E şi r se poate exprima astfel: E2 ER E 2R b. P = E ⋅ I c. P = d. P = (3p) a. P = 2 R+r (R + r ) (R + r ) 2 3. Se leagă în paralel n = 10 rezistoare având fiecare rezistenţa R = 1 kΩ . Rezistenţa echivalentă a grupării este: b. 1 Ω c. 1 0 Ω d. 100Ω (2p) a. 0,1 Ω 4. Rezistenţa electrică a unui conductor liniar, omogen, cu secţiunea transversală constantă, menţinut la o temperatură constantă, depinde de lungimea A a conductorului conform reprezentării grafice din figura:

a. b. c. d. (5p) 5. O sursă de tensiune electromotoare E = 20 V debitează în circuitul exterior puterea maximă cu randamentul de: a. 20% b. 50% c. 75% d. 80% (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 038

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul din figura alăturată conţine: o sursă cu t.e.m. E = 24 V , rezistenţa internă r şi rezistorii cu rezistenţele electrice R = 30 Ω şi R1 = 15 Ω . Ampermetrul ideal (R A ≅ 0 ) indică o intensitate a curentului electric I1 = 1,5 A atunci când comutatorul K este deschis şi K1 este închis. Determinaţi: a. rezistenţa internă a sursei; b. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior, dacă ambele comutatoare sunt închise; c. intensitatea curentului electric I 2 indicată de ampermetrul ideal atunci când ambele comutatoare sunt închise, dacă rezistenţa internă a sursei este r = 1Ω ; d. intensitatea curentului prin sursă dacă bornele acesteia sunt scurtcircuitate prin intermediul unui conductor de rezistenţă electrică neglijabilă. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 038

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată se cunosc: t.e.m. E = 36 V , rezistenţa internă r = 6 Ω şi rezistenţa electrică R1 = 12 Ω . Determinaţi: a. căldura degajată în rezistorul R1 în timpul t = 20 min atunci când comutatorul K este deschis; b. randamentul transferului de putere de la sursă spre circuitul exterior în situaţia descrisă la punctul a; c. valoarea rezistenţei electrice R2 dacă puterea debitată de sursă pe circuitul exterior este aceeaşi în cazurile în care comutatorul K este deschis sau închis; d. valoarea maximă a puterii pe care o poate transfera sursa unui circuit exterior a cărui rezistenţă electrică poate fi modificată.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 39 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 039

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Două generatoare având fiecare tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r sunt conectate în paralel şi debitează pe un consumator cu rezistenţa electrică R. Intensitatea curentului electric prin acest consumator este: 2E E 2E E b. I = c. I = d. I = (2p) a. I = r R+r 2R + r R + 2r R+ 2 2. Rezistorii identici din figura de mai jos au fiecare rezistenţa electrică R = 12 Ω . În aceste condiţii, rezistenţa echivalentă între bornele A şi B este: a. 2 Ω b. 11Ω c. 22 Ω d. 72 Ω (3p) 3. Rezistenţa electrică a unui fir conductor omogen depinde: a. invers proporţional de intensitatea curentului care-l străbate b. direct proporţional de tensiunea electrică aplicată c. direct proporţional de aria secţiunii transversale a conductorului d. direct proporţional de lungimea conductorului (5p) 4. Expresia energiei electrice totale furnizate în timpul t de o sursă de tensiune cu parametrii E şi r care are conectat la borne un rezistor de rezistenţa electrică R parcurs de curent electric de intensitate I, este: E 2t b. W = RI 2t c. W = UIt d. W = rI 2t (3p) a. W = R+r 5. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a rezistivităţii electrice a unui conductor este: a. Ω ⋅ m −1 b. Ω ⋅ m c. Ω ⋅ m 2 d. Ω −1 ⋅ m (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 039

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie este formată din 4 generatoare identice, având fiecare t.e.m. E = 2 V şi rezistenţa internă r = 2 Ω . Generatoarele sunt grupate câte două în paralel iar cele două grupări paralel sunt conectate în serie. Bateria alimentează un circuit format din rezistorul R1 = 3 Ω legat în serie cu gruparea paralel a rezistoarelor R 2 = R3 = 6 Ω . a. Determinaţi t.e.m. echivalentă şi rezistenţa interioară echivalentă a bateriei. b. Calculaţi rezistenţa electrică a circuitului exterior. c. Determinaţi intensitatea curentului prin ramura principală. d. Calculaţi aria secţiunii transversale a unui fir conductor care are rezistenţa electrică R1 = 3 Ω , lungimea A = 90 m şi este confecţionat dintr-un material cu rezistivitatea ρ = 10 −7 Ω ⋅ m .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 039 Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul electric a cărui diagramă este ilustrată în figura alăturată conţine două surse identice având fiecare t.e.m. E = 36 V şi rezistenţa internă r = 1,8 Ω şi trei rezistoare având rezistenţele electrice: R1 = 7 Ω , R 2 = 3 Ω şi R3 = 6 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului prin rezistorul R3 ; b. căldura disipată prin rezistorul R3 în timp de 5 minute; c. puterea electrică consumată în circuitul exterior; d. randamentul circuitului electric.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 40 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 040

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a rezistenţei electrice în S.I. poate fi sub forma: b. W ⋅ s −1 ⋅ A −1 c. J ⋅ s −1 ⋅ A −2 d. W ⋅ s ⋅ A −1 (3p) a. J ⋅ s ⋅ A −1 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică expresia legii lui Ohm pentru o porţiune de circuit are expresia: a. I =

U R

b. R =

U I

c. I =

E R+r

d. I =

U R+r

(2p)

3. Dacă se dublează temperatura absolută a unui conductor metalic conectat la o sursă de tensiune constantă şi se neglijează modificarea dimensiunilor conductorului cu temperatura: a. rezistenţa acestuia se dublează b. rezistivitatea acestuia se dublează c. intensitatea curentului electric prin conductor scade d. intensitatea curentului electric prin conductor creşte. (5p) 4. Un conductor este străbătut de un curent a cărui intensitate variază în timp ca în graficul alăturat. Sarcina totală ce străbate secţiunea transversală a conductorului în intervalul de timp cuprins între t1 = 3 s şi t 2 = 11 s este egală cu: a. 30 µC b. 50 µC c. 80 µC d. 110 µC

(2p)

5. La bornele unei surse de tensiune este conectată între punctele A şi B o grupare de rezistori ca în figură. Rezistenţa electrică echivalentă a grupării între punctele A şi B este: a. R b. 3R / 2 c. 2R d. 9R / 2

(3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 040

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un conductor confecţionat dintr-un material cu rezistivitatea ρ = 1,7 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m are aria secţiunii transversale egală cu S = 1,7 mm 2 şi lungimea A = 200 m . Acesta este conectat la bornele unei grupări paralel formate din 5 surse identice cu t.e.m e = 1,5 V şi rezistenţă internă r = 0,25 Ω fiecare. a. Calculaţi rezistenţa conductorului. b. Determinaţi tensiunea electrică la bornele grupării de surse. c. Se taie conductorul în patru părţi egale. Din acestea se realizează o grupare paralel care se conectează la bornele grupării celor cinci surse. Calculaţi rezistenţa circuitului exterior. d. Determinaţi intensitatea curentului electric pe care ar indica-o un ampermetru real (R A = 1 Ω ) înseriat cu unul din cei patru conductori, în condiţiile precizate la punctul c.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 040 Rezolvaţi următoarea problemă: Reţeaua electrică din figura alăturată conţine o sursă cu t.e.m. E = 32 V şi rezistenţă internă neglijabilă. Cele trei rezistoare sunt caracterizate prin rezistenţele electrice R1 = R 3 = 200 Ω şi R 2 = 300 Ω . a. Calculaţi intensităţile curenţilor electrici prin cele trei ramuri ale circuitului. b. Determinaţi valoarea tensiunii electrice între punctele M şi N. c. Calculaţi energia consumată în timp de 30 min de către rezistorul R 3 . d. Determinaţi puterea electrică totală furnizată de sursă.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 41 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 041

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Dacă dintr-o grupare paralel de rezistoare identice conectată la o sursă de tensiune continuă se scoate un rezistor, rezistenţa echivalentă şi intensitatea curentului prin sursă se modifică astfel: a. rezistenţa şi intensitatea curentului scad b. rezistenţa scade şi intensitatea curentului creşte c. rezistenţa şi intensitatea curentului cresc d. rezistenţa creşte şi intensitatea curentului scade. (3p) 2. La bornele unei baterii cu tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r se leagă un consumator ohmic a cărui rezistenţă electrică poate fi modificată. Relaţia între intensitatea curentului care îl strabate, exprimată în A şi tensiunea aplicată la bornele sale, exprimată în V este I = 2 − 0,5 ⋅ U .Tensiunea electromotoare şi rezistenţa internă a sursei au valorile: a. 2 V ; 0,5 Ω b. 2 V ; 2 Ω c. 4V ; 0,5Ω d. 4 V ; 2 Ω (5p) 3. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, W este: unitatea de măsură în S.I. a expresiei R ⋅t a. A b. A 2 c. V d. V 2 (2p) 4. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, relaţia de definiţie a rezistenţei electrice este: ρA U ρS a. R = b. R = c. R = ; d. R = UI (2p) A S I 5. Dependenţa puterii disipate într-un rezistor de intensitatea curentului care îl străbate este reprezentată corect în figura:

(3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 041

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată se cunosc: rezistenţele rezistorilor R = 20 Ω, R1 = 60 Ω şi parametrii sursei E = 12 V şi r = 1 Ω. Aparatele de măsură şi firele de legătură sunt ideale. a. Calculaţi rezistenţa echivalentă a circuitului exterior. b. Calculaţi intensitatea curentului măsurat de ampermetru când întrerupătorul K este deschis. c. Calculaţi tensiunea indicată de voltmetru când întrerupătorul K este deschis. d. Precizaţi care va fi indicaţia ampermetrului dacă întrerupătorul K este închis. Justificaţi răspunsul.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 041

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru a asigura funcţionarea unui radiator la tensiunea nominală U = 200 V şi puterea nominală P = 400 W , se conectează la bornele sale două surse legate în serie. Puterile electrice furnizate de surse când asigură alimentarea radiatorului la parametrii nominali sunt: P1 = 300 W şi respectiv P2 = 120 W . Neglijând rezistenţa electrică a conductoarelor de legătură, determinaţi: a. t.e.m. a generatorului electric echivalent cu gruparea serie a celor două surse; b. rezistenţa electrică internă a generatorului echivalent cu gruparea serie a celor două surse; c. randamentul transferului energiei electrice de la surse la radiator. d. cu cât s-ar modifica puterea disipată de radiator faţă de puterea sa nominală, dacă conductoarele de legătură ar avea rezistenţa electrică totală R c = 7 Ω , iar rezistenţa electrică a radiatorului ar rămâne constantă.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 42 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 042

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură din S.I. pentru mărimea fizică egală cu raportul dintre putere şi tensiune este: a. W b. Ω c. V d. A (2p) 2. Într-un circuit simplu format dintr-un generator cu t.e.m. E şi rezistenţa interioară r, un reostat având rezistenţa R şi conductoare de legătură de rezistenţă electrică neglijabilă, mărimea fizică egală cu produsul dintre tensiunea la bornele generatorului şi intensitatea curentului din circuit se poate exprima şi în forma: E 2r ER 2 E 2R Er 2 a. b. c. d. (3p) 2 2 2 (R + r ) (R + r ) (R + r ) (R + r )2 3. Într-un nod N al unei reţele electrice sunt conectate patru ramuri; prin primele trei ramuri trec curenţi electrici având intensităţile: 2 A (spre N), 5 A (dinspre N), 4 A (spre N). Despre valoarea intensităţii curentului prin cea de-a patra ramură şi despre sensul acestui curent se poate afirma că sunt: a. 1 A (dinspre N) b. 1 A (spre N) c. 11 A (dinspre N) d. 11 A (spre N) (5p) 4. O baterie de acumulatoare este formată prin legarea în serie a 12 elemente având fiecare t.e.m. 2 V şi rezistenţa interioară 0,125 Ω. Legând la bornele bateriei un conductor de rezistenţă practic nulă, tensiunea la bornele bateriei şi intensitatea curentului care o străbate vor avea valorile: a. 24 V şi 16 A; b. 0 V şi 16 A; c. 24 V şi 0 A; d. 0 V şi 0 A. (3p) 5. Un consumator alimentat la tensiunea U = 90 V consumă o putere P = 60 W . Rezistenţa sa electrică este: a. 5,4 kΩ b. 135 Ω c. 1,5 Ω d. 0,66 Ω (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 042

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Reţeaua electrică din figura alăturată este formată din rezistoare identice, având rezistenţa R = 210 Ω fiecare. Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă R1 a ramurii ABCD. b. rezistenţa echivalentă a reţelei între bornele A şi D, RAD. c. intensităţile I1 şi I2 ale curenţilor prin ramurile ABCD şi AOD dacă la bornele A şi D aplicăm tensiunea UAD = 126 V. d. rezistenţa echivalentă a reţelei între bornele A şi F, RAF.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 042

(15 puncte)

Un consumator este alimentat de un număr n = 6 elemente galvanice, legate în serie, fiecare având t.e.m. E1 = 1,5 V şi rezistenţa interioară r = 0,2 Ω. În timpul funcţionării normale, intensitatea curentului printr-un element este egală cu I = 0,5 A. Determinaţi: a. rezistenţa electrică a consumatorului. b. valoarea raportului dintre puterea absorbită de circuitul exterior şi puterea disipată în interiorul sursei. c. noua valoare a intensităţii curentului electric prin baterie dacă, în mod accidental, bornele bateriei sunt scurtcircuitate printr-un conductor de rezistenţă electrică neglijabilă; d. de câte ori scade puterea transmisă consumatorului dacă, din eroare, se inversează polaritatea unui element al bateriei.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

Varianta 43 - curent

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 043

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Notaţiile fiind cele folosite în manualele de fizică, expresia matematică a celei de-a doua legi a lui Kirchhoff aplicată unui ochi de reţea care conţine atât surse de tensiune cât şi rezistori este: n

a.

m

∑E = ∑I R k

k =1

i

n

i

i =1

b.

m

∑U = ∑ I R k

k =1

i

n

i

i =1

c.

m

∑E = ∑ R

m

Ii

d.

k

k =1

i =1

i

∑I R i

i

=0

(2p)

i =1

2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele folosite în manualele de fizică, dependenţa de temperatură a rezistivităţii electrice poate fi exprimată prin relaţia: a. ρ =

ρ0

1 + α (t − t 0 )

b. ρ = ρ 0 [1 + α (t − t 0 )]

c. ρ = ρ 0 [1 − α (t + t 0 )] d. ρ =

ρ0

(

1+ α t0 + t

)

(5p)

3. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele folosite în manualele de fizică, unitatea de măsură a rezistivităţii electrice poate fi scrisă în forma: b. J ⋅ m ⋅ A −2 ⋅ s c. J ⋅ m ⋅ A 2 ⋅ s −1 d. J ⋅ m ⋅ A −2 ⋅ s −1 (3p) a. J ⋅ m −1 ⋅ A −2 ⋅ s −1 4. Printr-un rezistor cu rezistenţa electrică 4 Ω trece un curent electric de 0,5 A timp de 1min . Energia degajată de rezistor sub formă de căldură are valoarea: a. 30 J b. 60 J c. 120 J d. 1200 J (2p) 5. Raportul dintre rezistenţa echivalentă a grupării serie şi cea a grupării în paralel a rezistoarelor R, 2R, 3R este: a. 5 b. 6 c. 11 d. 36 (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 043

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un fir conductor confecţionat dintr-un material cu rezistivitatea electrică ρ = 10 −7 Ω ⋅ m , cu lungimea A = 1 m şi aria secţiunii transversale S = 0,02 mm 2 se leagă la bornele unui generator electric cu rezistenţa electrică interioară r = 1 Ω , fiind parcurs de un curent electric cu intensitatea I = 2 A . a. Determinaţi rezistenţa electrică a conductorului metalic. b. Calculaţi tensiunea electromotoare a generatorului electric dacă rezistenţa firului metalic este R = 5 Ω . c. Din firul metalic se realizează un contur de formă circulară, cele două capete fiind sudate între ele. Se leagă bornele sursei la capetele unui diametru al cercului. Calculaţi intensitatea curentului electric prin generator în acest caz. d. Determinaţi rezistivitatea electrică a materialului din care este confecţionat conductorul la temperatura t = 200 0 C , dacă rezistivitatea electrică la 0 0 C are valoarea ρ 0 = 10 −7 Ω ⋅ m . Coeficientul termic al rezistivităţii este α = 2 ⋅ 10 −3 K −1 . Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 043 Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată se cunosc: R1 = R 2 = R 3 = R 4 = 4 Ω , E1 = 12 V şi E 2 = 8 V . Se neglijează rezistenţele interne ale surselor. Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin rezistorul R 2 ; b. tensiunea electrică între punctele A şi B; c. puterea electrică disipată pe rezistorul R 4 ; d. energia degajată sub formă de căldură de rezistorul R1 în ∆t = 10 min .

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 44 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C • ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 044

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică ( ρ 0 fiind rezistivitatea la 0 0 C ), dependenţa de temperatură a rezistivităţii electrice a unui conductor metalic se exprimă prin relaţia:

ρ0 ρ0 c. ρ = d. ρ = ρ 0 (1 + αt ) (2p) αt 1 + αt 2. La bornele unui generator electric, de tensiune electromotoare E = 12 V şi rezistenţă internă r = 2 Ω , se leagă un rezistor de rezistenţă electrică R = 18 Ω . Tensiunea la bornele generatorului este egală cu: a. 24,0 V b. 10,8 V c. 6,0 V d. 0,6 V (3p) 3. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate prin produsul E ⋅ I ⋅ ∆t poate fi scrisă sub forma: a. ρ = ρ 0αt

b. ρ =

a. W ⋅ s

b.

W s

c. J ⋅ s

d.

J s

(5p)

4. Un fir electric confecţionat din cupru (de rezistivitate electrică ρ ≅ 1,69 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m ) are diametrul  π  d = 1,3 mm şi lungimea A = 1,57 m  ≅ m  . La capetele firului se aplică o tensiune electrică U = 3 V .  2  Puterea electrică disipată de conductor este egală cu: a. 15 W b. 45 W c. 150 W d. 450 W (3p) 5. La bornele unui generator electric de rezistenţă internă r = 4 Ω se conectează un rezistor de rezistenţă electrică R = 16 Ω . Intensitatea curentului electric prin rezistorul R este I = 90 mA . Dacă în paralel cu generatorul se conectează încă un generator, identic cu primul, intensitatea curentului electric prin rezistorul R devine: a. 45 mA b. 50 mA c. 100 mA d. 200 mA (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 044

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În schema electrică din figura alăturată se cunosc: r = 5 Ω , R1 = 75 Ω , R 2 = 40 Ω , R 3 = 120 Ω , R 4 = 90 Ω şi valoarea tensiunii indicate de voltmetrul ideal (RV → ∞ ) , U1 = 9 V . Rezistenţa electrică a conductoarelor de legătură se neglijează. Determinaţi: a. intensitatea curentului electric care străbate rezistorul R1 ; b. intensitatea curentului electric care străbate rezistorul R 2 ; c. rezistenţa echivalentă a grupării formate din rezistoarele R1 , R 2 , R3 ; d. tensiunea electromotoare a generatorului;

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 044

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Se consideră circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. Se cunosc: E1 = 12 V , E 3 = 3 V , r1 = 2 Ω , r 2 = 1Ω r 3 = 3 Ω , R1 = 16 Ω , R 2 = 9 Ω , şi valoarea intensităţii curentului electric indicate de ampermetrul ideal (R A ≅ 0 ) , I1 = 0,25 A . Sensul curentului I 1 este cel indicat în figură. Conductoarele de legătură au rezistenţa electrică neglijabilă. Determinaţi: a. puterea electrică totală furnizată de generatorul cu t.e.m. E1 ; b. tensiunea electrică dintre punctele M şi N; c. valoarea E 2 a tensiunii electromotoare a generatorului 2; d. energia consumată, împreună, de către rezistoarele R1 şi R 2 , în intervalul de timp ∆t = 20 minute.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 45 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 045

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Dintre mărimile fizice de mai jos, mărime fizică adimensională este: a. randamentul; b. sarcina electrică; c. rezistivitatea; d. tensiunea. (2p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia de mai jos care are dimensiunea unei rezistenţe electrice este: I U U U2 a. b. c. d. (3p) I R I U 3. Două rezistoare, ale căror caracteristici tensiune-curent sunt reprezentate în figura alăturată, sunt grupate, o dată în serie, apoi in paralel. Raportul rezistenţelor R echivalente ale celor 2 grupări, s , este egal cu: Rp a. 1 b. 16/3 c. 4/3 d. 3/4 (5p) 4. Un rezistor având rezistenţa electrică R este legat la bornele unei surse de tensiune având rezistenţa internă r .Tensiunea la bornele sursei este egală cu tensiunea electromotoare dacă: b. R = r c. R = 2 r d. R → ∞ (3p) a. R = 0 5. Intensitatea curentului electric printr-o sursă de tensiune cu rezistenţă internă neglijabilă este I1 când la bornele sursei este conectat un rezistor de rezistenţă electrică R1 şi I 2 când la bornele sursei este conectat un rezistor de rezistenţă electrică R2 . Dacă cei doi rezistori R1 şi R2 sunt legaţi în serie şi conectaţi la bornele sursei, intensitatea curentului prin sursă este: I II b. 1 c. I1 − I2 d. 1 2 (2p) a. I1 + I2 I2 I1 + I2

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 045

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul reprezentat în figura alăturată cele două surse au tensiunile electromotoare E1 = 10 V , respectiv E 2 = 20 V şi rezistenţele interne r1 = 2 Ω , respectiv r 2 = 1 Ω . Rezistenţa electrică a rezistorului din circuitul exterior este R = 12 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului prin circuit; b. valoarea sarcinii electrice care trece prin rezistorul R într-un interval de timp egal cu un minut; c. lungimea conductorului de secţiune s = 0,2 mm 2 şi rezistivitate ρ = 80 nΩ ⋅ m , din care este confecţionat rezistorul R ; d. valoarea pe care ar trebui să o aibă rezistenţa circuitului exterior pentru care tensiunea la bornele primei surse se anulează.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 045

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Doi consumatori având fiecare tensiunea nominală U 0 = 120 V şi puterile nominale P1 = 60 W , respectiv P2 = 40 W , sunt legaţi în serie şi conectaţi la o tensiune U = 180 V . Consideraţi că rezistenţele electrice ale celor doi consumatori sunt constante. Determinaţi: a. rezistenţa grupării serie formată din cei doi consumatori; b. intensitatea curentului prin consumatori; c. puterea electrică disipată pe gruparea serie formată din cei doi consumatori; d. energia degajată pe cel de-al doilea consumator într-un interval de timp t = 1min .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 46 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 046

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Dacă la bornele unui generator de rezistenţă internă neglijabilă se conectează un consumator R1 , intensitatea curentului electric are valoarea I 1 = 6 A . Dacă se înlocuieşte consumatorul R1 cu un alt consumator R 2 , intensitatea curentului devine I 2 = 3 A . Raportul dintre rezistenţa electrică a primului consumator şi rezistenţa electrică a celui de al doilea este: b. 0,5 c. 9 d. 18 (3p) a. 2 2. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, relaţia corectă între unităţile de măsură este: A2 V ⋅s = J b. V ⋅ Ω = J c. J ⋅ s = W d. = Ω (2p) a. Ω A 3. În graficul alăturat este reprezentată energia consumată de un rezistor, exprimată în jouli, în funcţie de intervalul de timp în care acesta a fost parcurs de curent electric, exprimat în minute. Puterea consumată este egală cu: a. P = 0,2 W b. P = 5 W c. P = 300 W d. P = 18 kW (2p) 4. Doi conductori cilindrici, de aceeaşi lungime şi realizaţi din acelaşi material au razele secţiunilor r transversale în raportul 1 = 2 . Raportul dintre valoarea rezistenţei electrice a celui de-al doilea conductor r2 şi valoarea rezistenţei electrice a primului conductor este: a. 0.25 b. 0,5 c. 2 d. 4 (5p) 5. Raportul rezistenţelor electrice ale rezistoarelor R1 şi R2 este 3, iar produsul dintre rezistenţa echivalentă a grupării în serie a acestora şi rezistenţa grupării lor în paralel, exprimat în unităţi ale S.I., este 48. Rezistenţa echivalentă a grupării rezistoarelor în serie este: a. 48 Ω; b. 24 Ω; c. 16 Ω; d. 8 Ω. (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 046

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul din figura alăturată se cunosc: E1 = 10 V , E 2 = 20 V , R1 = R 2 = 54 Ω , r1 = 1Ω , r2 = 2 Ω . Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă R p a grupării paralel; b. tensiunea electromotoare echivalentă a grupării celor două surse; c. intensitatea curentului prin sursele de tensiune; d. căderea de tensiune în interiorul primei surse.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 046 Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul a cărui schemă electrică este reprezentată în figura alăturată se cunosc R1 = 2 Ω , R 2 = 4 Ω , R 3 = 6 Ω , r = 0,6 Ω şi intensitatea curentului electric prin rezistorul R 2 are valoarea I 2 = 3 A Determinaţi: a. puterea dezvoltată în rezistorul R 3 ; b. intensitatea curentului I 1 prin circuit; c. tensiunea electromotoare a sursei; d. puterea furnizată circuitului exterior;

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 47 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C SUBIECTUL I – Varianta 047 (15 puncte) Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Se dă montajul din figura alăturată. Valoarea tensiunii care se stabileşte între punctele C şi D ale montajului electric, atunci când între bornele A şi B se aplică tensiunea U AB = 3 V este: a. 5 V; b. 2 V; c. 1,5 V d. 1 V (5p) 2. Expresia căldurii degajate la trecerea unui curent electric de intensitate I printr-un conductor rectiliniu de lungime A , având secţiunea transversală S şi rezistivitatea ρ , este: 2

A d. Iρ 2   t (3p) S  3. O baterie are tensiunea electromotoare E = 6 V şi rezistenţa internă r = 2 Ω . Dacă bornele sunt scurtcircuitate prin intermediul unui conductor de rezistenţă electrică neglijabilă, intensitatea curentului electric prin baterie este: a. 0,3 A b. 0,75 A c. 2 A d. 3 A (2p) 4. Un fir de cupru de lungime A = 1 m şi rezistivitate ρ = 1,72 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m are rezistenţa electrică R = 1Ω . Diametrul firului este de aproximativ: b. 0,15 mm c. 0,20 mm d. 0,25 mm (3p) a. 0,10 mm 5. Ţinând cont de notaţiile uzuale din manualele de fizică, expresia randamentului unui circuit electric simplu este: R R R r b. η = c. η = d. η = (2p) a. η = r 4r R+r R+r

a. Iρ

A t S

b. I 2 ρ

A S

c. I 2 ρ

A t S

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 047

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric reprezentat în schema din figura alăturată se cunosc: E1 = E 2 = E 3 = E 4 = 3 V, r1 = r2 = r3 = r4 = 1Ω şi R = 2 Ω . Determinaţi: a. tensiunea electromotoare echivalentă a grupării de surse; b. intensitatea curentului electric ce parcurge sursa E1, r1 ; c. tensiunea electrică la bornele rezistorului R; d. valoarea t.e.m E0 a unei surse, cu rezistenţa internă r0 = 1Ω , care legată în serie cu gruparea celor patru surse nu va produce modificarea valorii intensităţii curentului prin rezistor

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 047

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unui generator electric se conectează pe rând o grupare serie, respectiv paralel formată din două rezistoare având rezistenţele electrice R1 = 1Ω şi respectiv R 2 = 4 Ω . Puterea consumată de către circuitul exterior este aceeaşi în ambele cazuri. Determinaţi: a. rezistenţa internă a sursei; b. t.e.m. a sursei, dacă aceasta furnizează puterea P2 = 2,25 W rezistorului R2 , conectat singur la bornele sursei; c. intensitatea curentului de scurtcircuit al sursei. d. randamentul circuitului simplu format prin conectarea la bornele generatorului a unui rezistor cu rezistenţa electrică R = r .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 48 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 048

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate RS prin raportul este: A Ω a. Ω ⋅ m b. c. Ω ⋅ m2 d. Ω ⋅ A. (5p) m 2. Proprietatea conductoarelor de a se opune trecerii curentului electric este caracterizată de rezistivitate. Creşterea rezistivităţi electrice a conductorului odată cu creşterea temperaturii se datorează: a. dilatării termice a conductorului; b. creşterii numărului de electroni din unitatea de volum; c. scăderii intensităţii mişcării de agitaţie termică a ionilor din nodurile reţelei cristaline; d creşterii frecvenţei ciocnirilor dintre electronii de conducţie şi ionii din nodurile reţelei de cristaline. (3p) 3. O baterie cu E = 10 V are rezistenţa internă r = 1 Ω . Bornele bateriei sunt scurtcircuitate prin intermediul unui conductor de rezistenţă electrică neglijabilă. Intensitatea curentului electric de scurtcircuit al bateriei este: a. Isc = 1 A b. Isc = 5 A c. I sc = 10 A d. Isc = 15 A (3p) 4. Două rezistoare având rezistenţele R1 = 2 Ω şi R 2 = 4 Ω sunt conectate succesiv la bornele unei surse de tensiune. Tensiunile la borne sunt: U1 = 6 V şi respectiv U2 = 8 V. Tensiunea electromotoare a sursei este: a. 3 V b. 6 V c. 12 V d. 18 V (2p) 5. În graficul alăturat este reprezentată dependenţa de timp a puterii debitate de o sursă de tensiune pe un consumator. Energia transmisă de sursă consumatorului în ∆t = 5 min , este: a. b. c. d.

10 4 J 3 ⋅ 10 4 J 5 ⋅ 10 4 J 7 ⋅ 10 4 J

(2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 048 Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul din figura alăturată

(15 puncte) se

cunosc:

E1 = 16 V, E 2 = 14 V,

E 3 = 12 V , R1 = 6 Ω, R 2 = 4 Ω, r2 = r3 = 1Ω . Sursa cu tensiunea electromotoare E1 are rezistenţa internă neglijabilă. Iniţial, comutatorul K este închis. Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin rezistorul R1 ;

b. tensiunea la bornele rezistorului R2 ; c. intensitatea curentului electric care va trece prin rezistorul R 2 , dacă se deschide comutatorul; d. tensiunea la bornele sursei E2 în condiţiile precizate la punctul c.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 048

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru a realiza un circuit electric, un elev are la dispoziţie un bec şi cinci baterii identice. Pe soclul becului sunt inscripţionate valorile nominale U = 12 V şi P = 36 W . Fiecare baterie are tensiunea electromotoare  1  E = 4,5 V şi rezistenţa internă r = 0,167 Ω  ≅ Ω  . Se consideră că rezistenţa becului nu se modifică în  6  timpul experimentului. Determinaţi: a. valoarea intensităţii curentului electric prin bec, în cazul funcţionării la parametri nominali; b. numărul minim de baterii pe care trebuie să le folosescă elevul şi modul de legare al acestora, pentru ca becul să funcţioneze la parametri nominali; c. valoarea unei rezistenţe electrice R care trebuie legată în serie cu becul pentru ca tensiunea la bornele U becului să devină U ′ = , dacă circuitul este alimentat de trei baterii înseriate; 2 d. energia consumată de rezistenţa electrică R într-un interval de timp ∆t = 10 min , în condiţiile punctului c.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 49 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 049

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură pentru puterea electrică se poate scrie în funcţie de alte unităţi de măsură din S.I. în forma: b. Ω ⋅ V 2 c. V ⋅ A d. Ω ⋅ A 2 ⋅ s (2p) a. Ω ⋅ A 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică şi ∆R = R − R0 , coeficientul termic a unui conductor metalic la care se neglijează variaţia cu temperatura a dimensiunilor are expresia: ∆R R0 t ∆R b. α = c. α = d. α = (5p) a. α = ⋅ R0 ⋅ R0 ∆R ∆R ⋅ t t R0 ⋅ t 3. Un consumator conectat într-un circuit electric simplu are rezistenţa electrică de trei ori mai mare decât rezistenţa internă a sursei de alimentare. Randamentul acestui circuit electric este egal cu: a. η = 0,85 b. η = 0,75 c. η = 0,65 d. η = 0,50 (3p) 4. Un generator de t.e.m. continuă alimentează un consumator a cărui rezistenţa electrică poate fi modificată. În această situaţie: a. intensitatea curentului care parcurge circuitul creşte când rezistenţa consumatorului creşte; b. tensiunea la bornele generatorului scade când rezistenţa consumatorului creşte; c. intensitatea curentului care parcurge circuitul creşte când rezistenţa consumatorului scade; d. tensiunea la bornele generatorului creşte când rezistenţa consumatorului scade. (2p) 5. Pe soclul unui bec electric sunt înscrise valorile 24 W; 2 A. Rezistenţa electrică a becului în regim de funcţionare este egală cu: b. 4 Ω c. 6 Ω d. 8 Ω (3p) a. 2 Ω

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 049

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie este realizată prin conectarea mai multor acumulatoare. Caracteristicile acumulatoarelor ce formează bateria din circuit sunt E = 9 V şi r = 0,9 Ω . La bornele bateriei sunt conectaţi doi consumatori de rezistenţe R1 = 10 Ω şi R2 = 15 Ω . Schema electrică a circuitului este redată în desenul alăturat. Determinaţi: a. valoarea rezistenţei echivalente circuitului exterior; b. tensiunea electromotoare şi rezistenţa echivalentă a bateriei; c. intensitatea curentului prin ramura principală a circuitului; d.intensitatatea curentului prin circuit dacă se scurtcircuitează gruparea celor trei acumulatoare legate în paralel printr-un fir de rezistenţă neglijabilă. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 049

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul reprezentat în figura alăturată sursa având t.e.m. E = 54 V şi rezistenţa internă r = 2 Ω alimentează un consumator a cărui rezistenţă electrică este egală cu R c = 6 Ω . Prin intermediul unui reostat cu cursor având rezistenţa totală a firului conductor R = 24 Ω se poate modifica tensiunea la bornele consumatorului. Ştiind că iniţial cursorul C al reostatului se află la mijlocul firului conductor, determinaţi: a. tensiunea la bornele consumatorului; b. puterea electrică furnizată de sursă; c. randamentul circuitului. d. valoarea R x pe care ar trebui să o aibă rezistenţa totală a reostatului astfel ca la deplasarea cursorului reostatului între a şi b să fie atinsă valoarea maximă a puterii pe care sursa o poate debita în circuitul exterior.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 50 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 050

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Două reşouri sunt conectate în paralel la bornele unei surse. În regim de funcţionare primul reşou are rezistenţa de 60 Ω iar al doilea reşou are rezistenţa de 24 Ω . Raportul puterilor consumate de cele două reşouri, P2 / P1 , este egal cu: a. 1 b. 1,5 c. 2 d. 2,5 (5p) 2. Prin secţiunea transversală a unui conductor parcurs de curent electric de intensitate constantă trece o sarcină electrică de 5 C în timp de 5 s . Valoarea intensităţii curentului electric este: a.1 A b. 5 A c. 25 A d.45 A (3p) 3. Tensiunea aplicată la capetele unei porţiuni dintr-un circuit electric este U = 10 V . Energia necesară pentru a transporta un număr N = 10 20 electroni pe acea porţiune de circuit este egală cu: a. 100 J b. 160 J c. 250 J d. 500 J (3p) 4. La gruparea rezistoarelor în serie: a. rezistenţa echivalentă este mai mică decât oricare dintre rezistenţele rezistoarelor din circuit b. rezistenţa echivalentă este egală cu suma inverselor rezistenţelor rezistorilor grupaţi c. intensitatea curentului electric este aceeaşi prin fiecare rezistor d. intensitatea curentului ce trece prin rezistenţa echivalentă este egală cu suma intensităţilor curenţilor ce trec prin fiecare rezistor (2p) 5. O sârmă din cupru, cu rezistivitatea ρ = 1,7 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m , are rezistenţa electrică R = 10 Ω şi masa m = 0,4 kg . Densitatea cuprului este d = 8,7 ⋅ 10 3 kg/m 3 . Lungimea firului are valoarea:

a. 86 m

b. 164,4 m

c. 240,8 m

d. 288,6 m

(2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 050

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unei baterii formată din n = 20 elemente legate în serie, fiecare având tensiunea electromotoare E = 1,5 V şi rezistenţa internă r = 0,15 Ω , se conectează o grupare paralel formată dintr-un rezistor cu rezistenţa R1 = 20 Ω şi un fir de rezistenţă R2 = 30 Ω şi secţiune S = 3 ⋅ 10 −7 m 2 . Rezistivitatea electrică a materialului din care este confecţionat firul are valoarea ρ = 5 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m . Determinaţi: a. lungimea firului; b. tensiunea electrică la capetele firului; c. sarcina electrică ce trece prin rezistorul R1 în timpul t = 2 s . d. rezistenţa firului la temperatura t 0 = 0°C , dacă firul are rezistenţa R2 = 30 Ω la temperatura t = 1000°C , coeficientul termic al rezistivităţii metalului din care este confecţionat firul fiind α = 4 ⋅ 10 −3 K −1 . Se neglijează modificarea dimensiunilor firului la creşterea temperaturii. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 050 Rezolvaţi următoarea problemă: Un generator cu tensiunea electromotoare E = 27 V şi rezistenţă internă r = 1Ω alimentează un circuit format din rezistorii de rezistenţe electrice R1 = 6 Ω, R 2 = 6 Ω şi R 3 = 24 Ω conectaţi ca în figura alăturată. Determinaţi: a. puterea consumată de rezistorul R1 ; b. căldura degajată în timp de o oră pe circuitul exterior; c. randamentul electric al circuitului; d. valoarea pe care ar trebui să o aibă rezistenţa circuitului exterior pentru ca puterea debitată pe acesta să fie maximă.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 51 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 051

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Notaţiile fiind cele utilizate în manuale, formula de definiţie pentru rezistenţa electrică este: U I A a. R = b. R = ρ c. R = d. R = U ⋅ I (2p) I U S 2. Intensitatea curentului care străbate un conductor variază în raport cu timpul aşa cum se vede în graficul alăturat. Sarcina electrică transportată prin conductor în intervalul de timp t ∈ [0 s,4 s] este: a. 10 mC b. 20 mC c. 30 mC (5p) d. 40 mC 3. Dacă se scurtcircuitează din greşeală bornele unui generator printr-un conductor de rezistenţă neglijabilă, intensitatea curentului prin acesta devine I sc . Puterea maximă pe care o poate debita generatorul în aceste condiţii este Pmax . Tensiunea electromotoare a generatorului este: 4Pmax 3Pmax 2Pmax P a. E = max b. E = c. E = d. E = (3p) I sc I sc I sc I sc 4. O grupare de 3 surse identice având fiecare tensiunea electromotoare E şi rezistenţa interioară r , conectate în paralel, este echivalentă cu o singură sursă având tensiunea electromotoare echivalentă E e şi rezistenţa interioară echivalentă r e date de: a. E e = 3E şi r e = r (2p) b. E e = 3E şi r e = 3r c. E e = E şi r e = r 3 d. E e = 3E şi r e = r / 3 5. În figura alăturată cifrele indică valorile intensităţilor curenţilor electrici prin laturile corespunzătoare, măsurate în mA , iar săgeţile sensurile curenţilor. Intensitatea I a curentului electric care intră în nodul A este: a. 0 mA

b. 1 mA

c. 2 mA

d. 3 mA

(3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 051

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul din figura alăturată se cunosc: E = 7 V , r = 1 Ω şi R = 4 Ω . Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior generatorului; b.intensitatea curentului debitat de sursă, dacă rezistenţa echivalentă a circuitului exterior generatorului este R e = 6 Ω ; c. tensiunea între punctele a şi b ; d. indicaţia unui voltmetru ideal (cu rezistenţă interioară infinită) conectat la bornele sursei, dacă intensitatea curentului prin generator este I = 1 A .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 051

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unui generator cu tensiunea electromotoare E = 4,5 V se cuplează un fir conductor. Tensiunea la capetele firului este U = 4 V , iar puterea consumată de fir este P = 2 W . Determinaţi: a. rezistenţa electrică a firului; b. rezistenţa interioară a generatorului; c. puterea electrică disipată într-un fir din acelaşi material, cu aceeaşi secţiune, dar de lungime dublă, care l-ar înlocui pe primul; d. căldura degajată în 2 minute dacă la bornele generatorului sunt legate, în paralel, cele două fire (firul iniţial şi cel având lungimea dublă).

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 52 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 052

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manuale, unitatea de E2 poate fi scrisă în forma: măsură a mărimii fizice exprimată prin raportul 4r b. J/A c. A 2 ⋅ s d. J (2p) a. V ⋅ A 2. Un circuit electric simplu este format dintr-o sursă cu tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r şi un rezistor având rezistenţa electrică R = 10 Ω . Dacă raportul dintre intensitatea curentului electric în condiţiile date şi intensitatea de scurtcircuit este 1/ 10 , rezistenţa internă a sursei este: b. r ≅ 1,22 Ω c. r ≅ 1,11Ω d. r ≅ 0,99 Ω (5p) a. r ≅ 1,99 Ω 3. Dacă simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, energia electrică degajată de un rezistor termostat la trecerea unui curent electric continuu prin rezistor are expresia: b. U 2 ⋅ t / R c. U ⋅ Ι 2 ⋅ t d. R ⋅ Ι ⋅ t (3p) a. U / (R ⋅ t ) 4. Un consumator a cărui rezistenţă electrică poate fi modificată este conectat la bornele unei surse având tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r . Intensitatea curentului electric prin consumator în funcţie de tensiunea la bornele acestuia este I = 2,4 − 0,5 ⋅ U , mărimile fiind exprimate în unităţi SI. Tensiunea electromotoare E a sursei de alimentare este egală cu: a. E = 4,8 V b. E = 4,5 V c. E = 3,8 V d. E = 2,4 V (2p) 5. Un rezistor este confecţionat din sârmă de crom-nichel ( ρ ≅ 11,20 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m ) cu diametrul d = 0,75 mm . Dacă i se aplică tensiunea electrică U = 120 V , în rezistor se disipă puterea P = 600 W . Lungimea rezistorului este: a. A ≅ 6,25 m b. A ≅ 7,65 m c. A ≅ 8,56 m d. A ≅ 9,46 m (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 052

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Se realizează montajul reprezentat în figura alăturată, în care: între bornele A şi B se aplică tensiunea electrică U AB = 9 V , rezistoarele R1 şi R2 sunt identice şi au aceeaşi rezistenţă electrică R = 18 Ω , rezistenţa electrică a rezistorului R3 este necunoscută, becul electric funcţionează normal la valorile indicate pe figură, conductoarele de legătură au rezistenţa electrică neglijabilă. a. Determinaţi intensitatea curentului electric ce străbate rezistorul R1 ; b. Determinaţi tensiunea electrică la bornele grupării R2 şi R3 ; c. Calculaţi valoarea rezistenţei electrice R3 . d. În cazul în care becul electric se arde, tensiunea U AB rămânând constantă, precizaţi dacă intensitatea curentului electric în circuitul principal creşte sau scade. Justificaţi răspunsul. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 052

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Generatoarele electrice din circuitul reprezentat în figura alăturată au rezistenţele interne r1 = r 2 = r 3 = 2 Ω . Ele alimentează un încălzitor electric, de rezistenţă electrică R , a cărui putere este egală cu P = 18 W când tensiunea la bornele sale are valoarea U = 9 V . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric ce trece prin încălzitor; b. tensiunea electromotoare a generatorului echivalent cu gruparea generatoarelor din circuit; c. randamentul circuitului; d. intervalul de timp în care încălzitorul poate aduce la fierbere apa dintr-un vas, dacă 80% din energia furnizată de încălzitor este preluată de apă, iar căldura pe care apa din vas trebuie să o absoarbă pentru a ajunge la fierbere este egală cu Q = 37, 8 kJ .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 53 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 053

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Unei grupări serie de rezistori având rezistenţe egale, conectaţi la o sursă de tensiune constantă, i se adaugă în serie încă un rezistor, identic cu primii. Intensitatea curentului prin sursă: a. creşte b. rămâne constantă c. scade d. nu se poate preciza (2p) 2. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa de timp a intensităţii curentului ce străbate un consumator. Sarcina electrică ce străbate consumatorul în intervalul ( 10 ÷ 20 ms ) are valoarea: a. 60 C b. 60 mC c. 30 C d. 30 mC (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, tensiunea la bornele unei surse scurtcircuitate este egală cu: a. U b = E b. U b = 0 c. U b = E + u d. U b = u (3p) 4. Dacă U este tensiunea la bornele unui generator electric, E tensiunea electromotoare a generatorului, R rezistenţa circuitului exterior şi r rezistenţa interioară a generatorului, atunci expresia randamentului circuitului electric simplu este: U E R R+r b. c. d. (5p) a. E U r R 5. Pe soclul unui bec sunt înscrise valorile U n = 60 V şi Pn = 75 W . Pentru ca becul să funcţioneze la parametrii nominali atunci când este alimentat la o sursă cu tensiunea U = 220 V trebuie introdusă o rezistenţă în serie. Valoarea acestei rezistenţe este: a. 48Ω b. 88Ω c. 128Ω d. 168Ω (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 053

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric reprezentat în figură, dacă întrerupătorul K este închis, fiecare generator electric este parcurs de un curent electric cu intensitatea I = 1 A . Generatoarele sunt identice, având fiecare E = 10 V şi respectiv r = 0,4 Ω . Se cunoaşte valoarea rezistenţei rezistorului 2 , R 2 = 12 Ω . Determinaţi: a. rezistenţa circuitului exterior celor două generatoare b. rezistenţa electrică a rezistorului 1 ; c. intensităţile curenţilor electrici prin fiecare rezistor . d. noile valori ale intensităţii curentului electric prin generatoare dacă se deschide întrerupătorul K .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 053

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie este alcătuită din 5 elemente galvanice legate în serie fiecare având t.e.m e = 10 V şi rezistenţa internă r = 0,2 Ω . La bornele acesteia se conectează un rezistor, care este străbătut în timp de 10 min de o sarcină electrică totală q = 3 kC . Firul din care a fost confecţionat rezistorul are lungimea A = 18 m şi este confecţionat din alamă ( ρ = 80 nΩ ⋅ m) . Determinaţi: a. intensitatea curentului de scurtcircuit. b. aria secţiunii firului din care este confecţionat rezistorul. c. căldura degajată în rezistenţă într-o oră de funcţionare. d. randamentul circuitului electric.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 54 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 054

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Patru rezistori identici, de rezistenţe R , sunt conectaţi ca în figura alăturată. Rezistenţa echivalentă între bornele A şi B este R1 , iar rezistenţa echivalentă între bornele A şi C este R 2 . Între R1 şi R 2 există relaţia: 2R1 4R1 R a. R 2 = 1 b. R 2 = c. R 2 = d. R 2 = 3R1 (3p) 3 4 3 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate prin produsul U ⋅ I este: d. A (2p) a. J b. W c. Ω 3. Puterea maximă care poate fi debitată în circuitul exterior de o sursă cu t.e.m. E şi rezistenţa interioară r este: E2 E2 E2 2E 2 b. c. d. (2p) a. 4r 2r r r 4. O baterie cu rezistenţa internă r = 2 Ω alimentează pe rând două circuite. Primul circuit conţine un rezistor de rezistenţă R1 = 3Ω , iar al doilea circuit un rezistor de rezistenţă R 2 = 8Ω . Raportul intensităţilor curenţilor ce trec prin cele două circuite I 1 / I 2 este: a. 1 b. 2 c. 4 d. 8 (3p) 5. La reţeaua de 220 V se leagă în paralel un reşou cu puterea de 484 W şi o pernă electrică cu puterea de 242 W . Intensitatea curentului prin ramura principală a circuitului are valoarea a. 1,1 A b. 2,2 A c. 3,3 A d. 4,4 A (5p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 054

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un circuit are un generator de rezistenţă interioară r = 1Ω . La bornele acestuia se leagă o rezistenţă R1 prin care trec 6 ⋅ 10 21 electroni în 8 minute, în paralel cu un alt rezistor având rezistenţa electrică R 2 = 10 Ω prin care trece un curent cu intensitatea I 2 = 1 A . Determinaţi: a. intensitatea curentului ce trece prin rezistenţa R1 ; b. valoarea rezistenţei R1 ; c. valoarea tensiunii electromotoare a generatorului; 2 d. valoarea indicaţiei unui ampermetru real având rezistenţa internă R A = Ω , conectat corespunzător, 3 pentru măsurarea intensităţii curentului prin ramura principală a circuitului.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 054

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Cinci baterii identice având t.e.m. E şi rezistenţa internă r se leagă succesiv în serie şi apoi în paralel la bornele aceluiaşi consumator, constatându-se că puterea disipată de consumator în ambele situaţii are aceeaşi valoare P = 250 W . Determinaţi: a. relaţia dintre rezistenţa internă r a unei baterii şi rezistenţa electrică R a consumatorului; b. puterea disipată de consumator dacă la bornele sale este conectată o singură baterie; c. numărul de baterii identice care, legate în serie la bornele consumatorului, determină ca puterea disipată de acesta să fie egală cu Pn = 160 W ; d. t.e.m. a unei baterii considerând că rezistenţa electrică a consumatorului are valoarea R = 10 Ω .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Ţineretului Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 55 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UŢILIZAREA CURENTULUI CONŢINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 055

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a energiei electrice disipate de un consumator poate fi scrisă în funcţie de alte unităţi de măsură din S.I. în forma: a. V ⋅ A b. V ⋅ A ⋅ s c. V 2 ⋅ A ⋅ s d. Ω2 ⋅ A ⋅ s (2p) 2. În circuitul din figura alaturată sursa şi aparatele de măsură sunt ideale. Ampermetrul şi voltmetrul indică valorile I1, respecţiv U1 când întrerupătorul k este dechis. Dacă se închide întrerupătorul, noile valori măsurate I2, U2 vor fi: a. I 2 > I1; U 2 > U1 b. I 2 = I 1; U 2 > U 1 c. I 2 < I1; U 2 < U 1 d. I 2 > I 1; U 2 = U 1 (5p) 3. Un bec cu rezistenţa de 100 Ω este conectat la tensiunea de 50 V. Intervalul de timp în care becul este străbatut de o sarcină electrică de 1 C este : b. 0,5 s c. 2 ⋅ 10−4 s d. 2 ⋅ 10−3 s (3p) a. 2 s 4. Căderea de tensiune pe rezistenţa interioară r a unei surse cu t.e.m. E care are conectat la borne un rezistor de rezistenţă electrică R, este: ER ER ER Er b. c. d. (2p) a. R+r r 2r R+r 5. Două generatoare au aceleaşi tensiuni electromotoare, dar rezistenţe interne diferite. Puterea maximă pe care o poate debita primul generator pe un circuit exterior este P1, iar puterea maximă pe care o poate debita al doilea generator pe un circuit exterior este P2. Cele două generatoare conectate în serie pot debita circuitului exterior o putere maximă: 4P1P2 P1P2 b. P = P1P2 c. P = d. P = (3p) a. P = P1 + P2 P1 + P2 P1 + P2

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 055

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Gruparea de rezistoare din figura alăturată este conectată la o sursă cu tensiunea electromotoare E=36 V şi rezistenţa internă neglijabilă. Rezistenţele au valorile: R1 = 3 Ω şi R2 = 6 Ω. Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a circuitului, când întrerupătorul K este deschis; b. intensitatea curentului prin ramura ce conţine sursa, când întrerupătorul K este deschis; c. tensiunea Uab, când întrerupătorul K este deschis; d. intensitatea curentului debitat de sursă, dacă se închide întrerupătorul K .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 055

(15 puncte)

În circuitul exterior al unei baterii de curent continuu cu rezistenţa interioară r = 2 Ω se conectează în serie un bec şi un rezistor, aşa cum se vede în figura alăturată. Tensiunea la bornele becului este U 1 = 30 V , iar rezistenţa rezistorului R 2 = 20 Ω . Ştiind că bateria furnizează circuitului exterior o putere electrică P = 270 W , determinaţi: a. intensitatea curentului debitat de sursă; b. energia consumată de bec în timpul t = 2 h , dacă intensitatea curentului debitat de sursă este I = 3 A ; c. puterea electrică totală furnizată de sursă, dacă intensitatea curentului debitat de sursă este I = 3 A . d. randamentul transferului de putere de la sursă la circuitul exterior.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 56 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 056

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, mărimea fizică pentru care unitatea de măsură în S.I. poate fi pusă sub forma

J A2 ⋅ s

este:

a. tensiunea electrică b. rezistenţa electrică c. puterea electrică d. energia electrică (2p) 2. Tensiunea la bornele unui bec alimentat la o baterie cu t.e.m. E = 3 V şi având rezistenţa electrică de 1,5 ori mai mare decât rezistenţa internă a bateriei, are valoarea: a. 3 V b. 2,7 V c. 2,4 V d. 1,8 V (3p) 3. Un bec electric poate fi alimentat cu două baterii identice aşa cum se vede în montajele de mai jos. Ştiind că rezistenţa electrică a becului este mai mare decât rezistenţa interioară a unei baterii, intensitatea curentului electric ce trece prin bec va fi cea mai mare în circuitul reprezentat în figura: (3p)

4.Randamentul de transfer al energiei electrice de la o baterie la un consumator conectat la bornele ei este η = 75% . T.e.m. a bateriei are valoarea E = 120 V , iar intensitatea curentului electric ce trece prin consumatorul din circuit are valoarea I = 2 A . Puterea electrică a consumatorului este egală cu: a. P = 180 W b. P = 150 W c. P = 120 W d. P = 100 W (5p) 5. Pentru determinarea coeficientului termic al rezistivităţii alamei, se măsoară rezistenţa electrică a unei spirale de alamă la temperatura de 0 0 C şi se notează valoarea obţinută. Apoi se introduce spirala de alamă într-un vas cu apă la temperatura de 40 0 C şi se constată că rezistenţa este cu 6% mai mare decât în primul caz. Neglijând variaţia cu temperatura a dimensiunilor firului de alamă, coeficientul termic al rezistivităţii alamei are valoarea: a. 7,5 ⋅ 10 −3 K −1 b. 6 ⋅ 10 −3 K −1 c. 4,5 ⋅ 10 −3 K −1 d. 1,5 ⋅ 10 −3 K −1 (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 056

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul din figură este format din cinci generatoare identice caracterizate de tensiunea electromotoare E = 5 V şi rezistenţa internă r = 1Ω , şi din rezistorul de rezistenţă R = 10 Ω . Să se determine: a. tensiunea electromotoare echivalentă a grupării de generatoare; b. tensiunea la bornele rezistorului; c. lungimea firului din care este construit rezistorului dacă secţiunea lui este egală cu 0,3·10-7 m2, iar rezistivitatea materialului din care este confecţionat este egală cu 5·10-7 Ω·m; d. indicaţia unui ampermetru real (RA=2 Ω) montat pe ramura principală a circuitului.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 056 Rezolvaţi următoarea problemă: Sursele din circuitul reprezentat în figura alăturată au tensiunile electromotoare E1 = 6 V şi respectiv E 2 = 4,5 V , iar rezistenţele lor interne sunt neglijabile. Rezistenţa electrică a rezistorului R1 are valoarea R1 = 5 Ω . Conductorul de rezistenţă electrică R este un fir cu lungimea A = 4 m , confecţionat din cupru cu rezistivitatea electrică ρ = 1,75 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m . Energia electrică disipată de acest conductor sub formă de căldură în timp de 10 min este W = 12,15 kJ . Determinaţi: a. secţiunea firului de cupru; b. intensitatea curentului electric ce străbate firul de cupru; c. puterea electrică furnizată circuitului de sursa cu tensiunea electromotoare E 2 = 4,5 V ; d. energia electrică disipată de rezistorul R1 în timpul ∆t = 1min .

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 57 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 057

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Un generator electric cu tensiunea electromotoare E = 2 V şi rezistenţa interioară r = 1Ω este legat la bornele unui rezistor cu rezistenţa electrică R = 7Ω . Intensitatea curentului electric prin circuit are valoarea: a. 100 mA b. 250 mA c. 500 mA d. 2 A (2p) 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică unitatea de măsură a mărimii I 2 r poate fi scrisă în forma: b. J ⋅ s c. W ⋅ s d. V ⋅ A −1 (5p) a. V 2 ⋅ Ω −1 3. Un conductor cilindric de lungime A = 31,4 cm , rezistivitate ρ = 500 µ Ω ⋅ m şi diametrul secţiunii transversale d = 1 mm este conectat la o tensiune U=100 V. Intensitatea curentului ce străbate conductorul are valoarea: a. 5 mA b. 0,5 A c. 1 A d. 2 A (3p) 4. Cinci generatoare electrice cu tensiunea electromotoare E şi rezistenţa electrică interioară r se leagă în serie la bornele unui rezistor cu rezistenţa electrică R . Puterea dezvoltată de sursă pe rezistor este dată de relaţia: 25E 2 5E E2 E a. P = ⋅R b. P = ⋅R c. P = ⋅R d. P = ⋅R (2p) 2 r 2 r R + 5r (R + 5r ) (R + ) (R + ) 5 5 5. În circuitul electric din figură, valorile rezistenţelor electrice sunt R1 = 5 Ω , R 2 = 4 Ω şi R 3 = 12 Ω . Rezistenţa electrică echivalentă a grupării între bornele A şi B este: a. 21Ω b. 8 Ω c. 3 Ω d. 1,875 Ω (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 057

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un număr de 20 generatoare electrice identice cu tensiunea electromotoare E = 10 V şi rezistenţa electrică internă r = 1 Ω se conectează în două moduri la bornele unui rezistor cu rezistenţa electrică R = 20 Ω . În primul caz se leagă câte 5 generatoare în serie şi se formează 4 ramuri identice care se dispun în paralel, iar în al doilea caz se leagă câte 4 generatoare în serie şi se formează 5 ramuri identice dispuse în paralel. a. Determinaţi intensitatea curentului electric prin rezistor în cele două situaţii. b. Determinaţi căderea interioară de tensiune pe un generator electric în primul caz. c. Calculaţi sarcina electrică ce trece prin rezistor în timpul ∆t = 10 s , dacă este acesta este parcurs de un curent electric cu intensitatea I 2 = 1,92 A . d. Calculaţi rezistenţa electrică a rezistorului la temperatura t = 100 0 C dacă valoarea R = 20 Ω corespunde temperaturii t 0 = 0 0 C , iar coeficientul termic al rezistivităţii este α = 3 ⋅ 10 −3 grad −1 . Se va neglija variaţia dimensiunilor rezistorului cu temperatura. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 057 Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul electric din figura alăturată este alimentat de o baterie cu tensiunea electromotoare E = 36 V şi rezistenţa interioară r = 2Ω . Rezistenţele electrice ale rezistoarelor sunt: R1 = 10Ω , R 2 = 8Ω şi R 3 = 24 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin rezistorul R 3 când întrerupătorul K este închis; b. tensiunea la bornele sursei când se deschide întrerupătorul K; c. puterea electrică disipată pe circuitul exterior când K este închis; d. energia electrică ce se consumă în 10 min pe întregul circuit când K este deschis.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 58 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 058

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Precizaţi care dintre unităţile de măsură de mai jos este unitate de măsură fundamentală în S.I.: a. A b. V c. Ω d. W (2p) 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, expresia randamentului unui circuit electric simplu este: R R+r R r a. η = b. η = c. η = d. η = (3p) r R R+r R 3. Dependenţa rezistenţei electrice a unui conductor liniar în funcţie de lungimea acestuia este reprezentată în graficul alăturat. Diametrul conductorului are valoarea d = 1 mm . Rezistivitatea electrică a materialului din care este confecţionat conductorul are valoarea: a. 1,57 ⋅ 10 −9 Ω ⋅ m b. 1,57 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m c. 3,14 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m d. 6,28 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m (5p) 4. Un rezistor de rezistenţă electrică R = 18 Ω este cuplat la bornele unui generator. Tensiunea electromotoare a generatorului şi rezistenţa sa internă au valorile E = 30 V , respectiv r = 2 Ω . Energia consumată de rezistorul R în intervalul de timp ∆t = 2 minute este egală cu: a. 405 J b. 1620 J c. 3240 J d. 4860 J (3p) 5. În circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată toate generatoarele sunt identice. Tensiunea electromotoare a unui generator este E , iar rezistenţa internă a acestuia r . Rezistenţa electrică a consumatorului este R . Intensitatea curentului electric care străbate consumatorul are expresia: 2E 3E 4E 3E a. b. c. d. 2R + 3r 2R + 3r 2R + 3r R + 3r

(2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 058

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În schema electrică din figura alăturată se cunosc: E = 12 V , R1 = 15 Ω , R 2 = 20 Ω , R 3 = 50 Ω , R 4 = 100 Ω şi valoarea intensităţii indicate de ampermetrul ideal, I 3 = 0,1 A . Rezistenţa electrică a conductoarelor de legătură se neglijează. Determinaţi: a. tensiunea electrică la bornele rezistorului R 3 ; b. intensitatea curentului electric care trece prin rezistorul R1 ; c. rezistenţa echivalentă a grupării formate din rezistoarele R 2 , R 3 , şi R4 ; d. rezistenţa internă a generatorului.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 058

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Se consideră circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. Se cunosc: r = 4 Ω , R1 = 20 Ω , R 2 = 40 Ω . Energia consumată, împreună, de către rezistoarele R1 şi R 2 , în intervalul de timp ∆t = 1 minut, are valoarea W = 1800 J . Determinaţi: a. puterea electrică disipată de gruparea formată din rezistoarele R1 şi R 2 ; b. intensitatea curentului electric care trece prin rezistorul R 2 ; c. tensiunea electromotoare a generatorului; d. randamentul circuitului electric.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 59 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 059

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ţinând cont că notaţiile sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice care are expresia PR este: a. J b. A c. V d. Ω (2p) 2. Tensiunea la bornele unei surse electrice, incluse într-o reţea electrică, poate fi mai mare decât t.e.m a acesteia atunci când: a. sursa este parcursă de curent electric de la borna pozitivă la cea negativă b. sursa este parcursă de un curent electric de intensitate egală cu intensitatea de scurtcircuit c. căderea de tensiune pe sursă este mai mică decât t.e.m. a sursei d. rezistenţa sursei este mai mare decât rezistenţa circutului din care face parte aceasta (2p) 3. Micşorând de două ori diametrul unui fir metalic, rezistenţa electrică rămâne aceeaşi dacă lungimea firului: a. creşte de două ori; b. scade de două ori; c. creşte de patru ori; d. scade de patru ori. (3p) 4. Randamentului unui circuit electric simplu NU poate fi exprimat cu ajutorul relaţiei: U R IR Ir b. η = c. η = d. η = 1 (5p) a. η = borne E E R+r E - Ir 5.Consideraţi porţiunea dintr-un circuit electric a cărui diagramă este reprezentată în figura alăturată. Intensităţile unora dintre curenţii care circulă prin fire sunt I1 = 1 A , I2 = 9 A şi I 4 = 5 A . Intensitatea curentului I 5 are valoarea a. 1 A b. 5 A c. 9 A

d. 10 A

(3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 059

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Sursa electrică din circuitul redat în figura alăturată are E = 24,6 V şi r = 0,2 Ω. Conectând între punctele A şi B un voltmetru ideal (RV → ∞ ) , acesta indică U1 = 24 V când întrerupătorul k este deschis. Când k este închis, prin sursa electrică trece curentul de intensitate I 2 = 4,1 A. Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin sursă când întrerupătorul k este deschis; b. rezistenţa electrică a rezistorului R1; c. rezistenţa circuitului exterior când întrerupătorul k este închis; d. rezistenţa electrică a rezistorului R2 .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

A

R1

V

R2

k B

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 059

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un circuit electric este alimentat de două baterii identice, legate în paralel, fiecare având E = 24 V şi rezistenţa interioară r = 2 Ω. Bateriile debitează pe două rezistoare legate în paralel. Puterea disipată pe rezistorul de rezistenţă R1 este P1 = 36 W, iar pe cel de rezistenţă R2 , P2 = 108 W. Determinaţi: a. t.e.m şi rezistenţa generatorului echivalent; b. intensitatea curentului electric care trece prin generatorul echivalent; c. rezistenţa circuitului exterior; d. intensitatea curentului electric prin rezistorul R2 .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 60 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 060

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Generatoarele din figura alăturată sunt identice, fiecare având t.e.m. E = 6 V şi rezistenţa internă r = 3 Ω . Caracteristicile generatorului echivalent, care înlocuieşte cele trei generatoare identice sunt: a. E = 6 V; r = 1Ω b. E = 3 V; r = 1Ω c. E = 6 V; r = 9 Ω d. E = 2 V; r = 1Ω (2p) 2. Notaţiile fiind cele utilizate în manualele de fizică, rezistenţa electrică a unui conductor liniar poate fi determinată cu ajutorul relaţiei: I A U2 a. R = b. R = ρ c. R = d. R = U ⋅ I (2p) U S I 3. Pentru porţiunea de circuit din figura alăturată, se cunosc: I 2 = 12 A , R2=20 Ω, R3=10 Ω. Intensitatea curentului I 1 este egală cu: a. 12 A b. 24 A c. 36 A d. 48 A (5p) 4. O sarcină electrică Q = 120 C trece prin secţiunea transversală a unui conductor, având rezistenţa electrică egală cu R=10 Ω în timpul t = 1min . Energia dezvoltată de rezistor în timpul t are valoarea: b. W=2,4 kJ c. W=3,6 kJ d. W=4,8 kJ (3p) a. W=1,2 kJ 5. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia puterii electrice debitate de un generator electric pe întregul circuit este: U2 U2 E2 E2 a. P = b. P = c. P = d. P = (3p) r R R R+r

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 060

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Dacă la bornele unui generator electric se conectează un rezistor cu rezistenţa electrică R1 = 1Ω , intensitatea curentului prin circuit este I1 = 1 A ; dacă se înlocuieşte rezistorul R1 cu un rezistor având rezistenţa electrică R 2 = 2,5 Ω , intensitatea curentului devine I 2 = 0,5 A . Determinaţi: a. rezistenţa internă r a sursei; b. tensiunea electromotoare E a generatorului; c. intensitatea curentului electric prin circuitul din figura alăturată. d. tensiunea electromotoare echivalentă şi rezistenţa internă a grupării formate prin legarea în paralel cu generatorul dat a încă patru generatoare, identice cu primul.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 060 Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul din figura alăturată t.e.m. a sursei este E = 34 V şi rezistenţa internă r , iar valorile rezistenţelor electrice sunt R1 = 10 Ω , R 2 = 8 Ω , R 3 = 24Ω . Intensitatea curentului electric prin rezistorul R1 este I1 = 2 A . Determinaţi: a. puterea electrică consumată de rezistorul R1 ; b. puterea electrică consumată de rezistorii R 2 şi R 3 ; c. randamentul circuitului electric; d. energia electrică consumată de circuitul exterior în timpul t = 10 min .

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 61 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 061

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Doi conductori electrici cilindrici liniari sunt confecţionaţi din acelaşi material. Dacă raportul lungimilor celor două fire este A 1 A 2 = 4 , iar raportul diametrelor secţiunilor transversale este d 1 d 2 = 8 , atunci între rezistenţele electrice ale celor două fire există relaţia: b. R 2 = 4R1 c. R1 = R 2 / 4 d. R 2 = 16R1 (2p) a. R1 = 16R 2 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, W unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate prin raportul 2 este: I R (3p) a. V b. A c. s d. Ω 3. O sursă de tensiune electrică debitează putere maximă circuitului exterior. Randamentul electric al circuitului este: 75 b. 75% c. 50% d. % (5p) a. 50 3 % 3 4. Pentru porţiunea de circuit alăturată se cunosc următoarele valori numerice: E1 = 20 V şi r = 1Ω , I = 2 A şi R = 9Ω . Tensiunea electrică U AB dintre punctele A şi B are valoarea: a. −20 V b. 0 V c. 10 V d. 20 V (3p) 5. Notaţiile fiind cele din manualele de fizică, legea de variaţie a rezistivităţii electrice a metalelor în funcţie de temperatură este: a. ρ =

ρ0 α ⋅t

b. ρ =

ρ0

(1 + αt )

c. ρ = ρ 0 ⋅ α ⋅ t

d. ρ = ρ 0 (1 + αt )

(2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 061

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric din figura alăturată bateria conţine n = 6 elemente identice având fiecare tensiunea electromotoare E = 1,5 V şi rezistenţa internă r = 0,5 Ω , iar circuitul exterior este compus din rezistorii cu rezistenţele electrice R1 = 1 Ω, R 2 = 3 Ω , R 3 = 6 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin baterie; b. tensiunea electrică U CB pe rezistoarele conectate în paralel; c. intensitatea I 2 a curentului electric prin rezistorul cu rezistenţa R 2 ; d. tensiunea U ' măsurată cu un voltmetru ideal (cu rezistenţă internă infinită) conectat între punctul A şi un punct de conexiune dintre elementul al 4-lea şi al 5-lea, numărate de la A spre B. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 061

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un conductor electric omogen, filiform şi foarte lung are rezistivitatea electrică ρ = 4 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m şi aria secţiunii transversale S = 1 mm 2 . Prin tăierea conductorului în bucăţi identice de lungime A = 25 m fiecare, se confecţionează rezistori electrici de rezistenţă R . Doi astfel de rezistori se montează în paralel la bornele unei surse care are tensiunea electromotoare E = 6 V şi rezistenţa internă r = 1Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin sursă; b. energia totală furnizată de sursă în ∆t = 5 min de funcţionare; c. randamentul de transfer al energiei de la sursă la circuitul exterior format din cele două rezistoare; d. lungimea A 0 pe care ar trebui să o aibă unul dintre cei doi rezistori astfel ca puterea debitată de sursă pe circuitul exterior să fie maximă.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 62 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 062

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Dacă prin secţiunea transversală a unui conductor trec electroni de conducţie cu sarcina electrică Q = 600 C în intervalul de timp ∆t = 10 min , valoarea intensităţii curentului electric este: a. 0,5 A b. 1,0 A c. 1,5 A d. 2,5 A (3p) 2. Patru generatoare electrice identice, având tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r , legate în paralel, debiteză print-un rezistor cu rezistenţa electrică R , un curent electric cu intensitatea: 4E 4E E E a. I = b. I = c. I = (2p) d. I = r R+r 3R + r R + 4r R+ 4 3. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică unitatea de U este: măsură a mărimii I A a. b. W c. A ⋅ V d. Ω (5p) V 4. Despre elementele constitutive ale unei reţele electrice ohmice, se poate afirma că: a. nodurile sunt puncte din reţea în care se întâlnesc cel puţin trei conductori b. ochiul de reţea este un contur poligonal deschis format din laturi ale reţelei c. conductorii sunt fire metalice care fac legătura doar între consumatori d. porţiunea de circuit dintre trei sau patru noduri succesive, reprezintă latura reţelei (3p) 5. Raportul randamentelor a două circuite electrice, obţinute prin conectarea succesivă a două rezistoare având rezistenţele R1 şi respectiv R2 , la aceeaşi sursă având tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r, este dat de relaţia: η η η R (2R1 + r ) R (R + r ) R1R2 R (R + r ) η b. 1 = 1 c. 1 = 2 2 d. 1 = (2p) a. 1 = 1 2 η 2 R2 (R1 + r ) η 2 R2 (R1 + r ) η 2 R1(R1 + r ) η 2 (R1 + r )(R2 + r )

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 062

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul din figura alăturată se cunosc: tensiunile electromotoare ale surselor E1 = 10 V, E 2 = 22 V , rezistenţele lor interne r1 = r2 = 1 Ω şi valorile rezistenţelor rezistorilor R2 = 6 Ω şi R3 = 3 Ω . Ampermetrul real indică I = 2 A , iar voltmetrul ideal (RV → ∞ ) conectat la bornele rezistorului R1 indică U1 = 4 V . Determinaţi: a. valoarea rezistenţei electrice a rezistorului R1; b. valoarea rezistenţei electrice a ampermetrului RA; c. căderea internă de tensiune pe sursa E2 ; d. noua indicaţie a ampermetrului dacă se inversează polaritatea sursei 1.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 062 Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul din figură se cunosc: E1 = 9 V, r1 = 1Ω , E 2 = 2 V, r2 = 1Ω R1 = 2 Ω , R 2 = 4 Ω , R3 = 3 Ω . Determinaţi: a. valoarea intensităţii curentului electric prin rezistorul R3 ; b. energia electrică disipată pe rezistorul R1 în intervalul de timp ∆t = 5 min ; c. tensiunea electrică dintre punctele A şi B ; d. puterea electrică disipată pe rezistenţa internă a sursei E 2 .

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 63 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 063

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură pentru energia electrică se poate exprima în funcţie de alte unităţi de măsură din S.I. în forma: b. A 2 ⋅ Ω ⋅ s c. V 2 ⋅ Ω ⋅ s d. V ⋅ Ω ⋅ s (2p) a. V ⋅ A 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, variaţia rezistenţei electrice ∆R = R − R0 a unui conductor metalic cu temperatura, dacă se neglijează modificarea dimensiunilor acestuia, se exprimă prin relaţia: R ⋅t R ⋅α R a. ∆R = R0 ⋅ α ⋅ t b. ∆R = 0 c. ∆R = 0 d. ∆R = 0 (5p) t α α ⋅t 3. Rezistenţa echivalentă RAB a grupării de rezistoare identice ce au rezistenţa electrică R, din figura alăturată, are valoarea: a. 1,5⋅R; b. 1,2⋅R; c. 0,9⋅R; (3p) d. 0,6⋅R. 4. Pentru măsurarea tensiunii la bornele unui consumator şi a intensităţii curentului electric prin consumator: a. ampermetrul şi voltmetrul se conectează în paralel cu consumatorul; b. ampermetrul şi voltmetrul se conectează în serie cu consumatorul; c. ampermetrul se conectează în serie şi voltmetrul se conectează în paralel cu consumatorul; d. ampermetrul se conectează în paralel şi voltmetrul se conectează în serie cu consumatorul. (2p) 5. Pe soclul unui bec electric sunt înscrise valorile tensiunii nominale U = 220 V şi puterii disipate

P = 100 W . Valoarea rezistenţei electrice a becului în regim de funcţionare este: a. 121 Ω

b. 242 Ω

c. 484 Ω

d. 968 Ω

(3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 063

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Graficele (1) şi (2) din figura alăturată redau: (1) – dependenţa intensităţii curentului printr-un consumator în funcţie de tensiunea electrică măsurată la bornele sale şi (2) – dependenţa intensităţii curentului prin circuit de tensiunea măsurată la bornele generatorului care îl alimentează. Folosind datele din grafic, determinaţi: a. valoarea rezistenţei electrice a consumatorului; b. valoarea tensiunii electromotoare a generatorului; c. valoarea rezistenţei interne a generatorului; d. numărul de sarcini electrice elementare ce trec în unitatea de timp, prin secţiunea transversală a conductorului din care este confecţionat consumatorul, dacă tensiunea la bornele consumatorului este egală cu 3 V .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 063

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un consumator electric cu rezistenţa R = 14 Ω este alimentat de o grupare formată din trei generatoare având fiecare t.e.m. continuă E = 24 V şi rezistenţa internă r = 3 Ω , conectate astfel: două dintre ele sunt legate în serie, iar această grupare este legată în paralel cu al treilea generator. Determinaţi: a. tensiunea la bornele consumatorului; b. valoarea intensităţii curentului care străbate cele două generatoare legate în serie; c. puterea electrică disipată de consumatorul din circuit; d. randamentul circuitului simplu format din consumatorul cu rezistenţa R alimentat de un singur generator.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 64 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 064

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Două reşouri electrice cu rezistenţele electrice R1 şi R 2 având aceeaşi tensiune nominală au puterile electrice nominale de 500 W şi respectiv de 200 W . Între rezistenţele electrice ale celor două reşouri există relaţia: a. R 2 = R1 b. R 2 = 1,5R1 c. R 2 = 2R1 d. R 2 = 2,5R1 (5p) 2. Intensitatea curentului electric ce trece printr-un conductor legat la o sursă electrică este I = 3,2 A . Numărul de electroni ce traversează secţiunea conductorului în intervalul de timp ∆t = 10 s este: a. 10 20 b. 2 ⋅ 10 20 c. 3 ⋅ 10 20 d. 8 ⋅ 10 20 (2p) 3. Rezistivitatea electrică a unui metal, aflat la temperatura de 25°C , este cu 15% mai mare decât rezistivitatea electrică a acelui metal la temperatura de 0°C . Coeficientul termic al rezistivităţii pentru metalul utilizat este: a. 6 ⋅ 10 −3 grad −1 b. 8 ⋅ 10 −3 grad −1 c. 12 ⋅ 10 −4 grad −1 d. 2 ⋅ 10 −4 grad −1 (3p) 4. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, mărimea fizică egală exprimată prin ρA reprezintă: relaţia S a. intensitatea curentului electric b. rezistivitatea electrică c. rezistenţa electrică d. tensiunea electrică (3p) 5. Legea lui Ohm pentru o porţiune de circuit poate fi scrisă astfel: b. I =

a. U = RI 2

U2 R

c. I =

R R+r

d. I =

U R

(2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 064

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O sursă electrică alimentează un circuit format dintr-o grupare paralel a două rezistoare de rezistenţe R1 = 4Ω , respectiv R2 = 6Ω , înseriată cu un rezistor de rezistenţă R 3 = 1,6 Ω , ca în figura alăturată. Intensitatea curentului prin sursă are valoarea I = 2 A . Dacă se deconectează rezistorul R 2 , valoarea intensităţii curentului electric din circuit devine I ' = 1,5 A . Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a grupării rezistoarelor R1 , R 2 şi R 3 ; b. tensiunea la bornele sursei după deconectarea rezistorului R 2 ; c. rezistenţa internă a sursei electrice; d. tensiunea electromotoare a sursei.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 064

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un circuit electric conţine un generator şi un rezistor R1 care are rezistenţa de 5 ori mai mare decât rezistenţa internă a generatorului. Tensiunea electrică la bornele generatorului este U = 20 V iar raportul E / r = 24 A . Determinaţi: a. puterea totală furnizată de generator circuitului; b. căldura degajată în interiorul generatorului în timpul t = 5 minute; c. rezistenţa R2 a unui alt rezistor care, conectat la acelaşi generator ar consuma aceeaşi putere ca şi rezistorul R1 ; d. randamentul electric al circuitului format dacă în serie cu rezistorul R1 se leagă un alt rezistor de '

rezistenţă R2 = 4 Ω .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 65 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 065

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii U ⋅ I ⋅ t este: b. J c. C d. W (2p) a. Ω 2. Un circuit electric simplu format dintr-o sursă cu tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r alimentează un rezistor cu rezistenţa electrică R = 2r . Căderea de tensiune pe rezistenţa internă a sursei este dată de relaţia: b. u = E / 3 c. u = E / 4 d. u = E / 8 (5p) a. u = E / 2 3. Un generator electric debitează în circuitul exterior puterea utilă maximă. Randamentul electric al circuitului este egal cu: a. η = 50% b. η = 75% c. η = 90% d. η = 95% (3p) 4. Doi rezistori identici se conectează în paralel la bornele unei surse ideale (E, r = 0 ) . Intensitatea curentului electric prin fiecare rezistor este 1,2 A . Dacă în paralel cu cei doi rezistori se mai conectează încă un rezistor identic, valoarea intensităţii curentului electric prin fiecare rezistor devine: a. 2,4 A b. 2,2 A c. 1,4 A d. 1,2 A (2p) 5. Zece becuri identice (120 V; 60 W ) , conectate în paralel, sunt alimentate de la o sursă de 220 V printr-un cablu. Pentru ca becurile să funcţioneze normal, rezistenţa electrică a cablului trebuie să fie egală cu: a. R = 60 Ω b. R = 40 Ω c. R = 20 Ω d. R = 10 Ω (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 065

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Se studiază circuitul electric reprezentat în figura alăturată în care se cunosc: E1 = 4,5 V , r1 = 1,2 Ω , E 2 = 1,5 V , r2 = 0,4 Ω , R1 = 20 Ω , R2 = 24 Ω , R3 = 12 Ω . Determinaţi: a. parametrii generatorului echivalent (E echiv ;r echiv ) ; b. tensiunea electrică la bornele rezistorului R1 ; c. numărul de electroni care intră în nodul M într-o secundă; d.lungimea unui conductor din constantan cu secţiunea S = 1 mm 2 şi rezistivitatea ρ = 5 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m care ar avea rezistenţa electrică egală cu a rezistorului R1 .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 065

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Se consideră circuitul electric din figura alăturată, în care se cunosc: R = 8,8 Ω , R1 = 4 Ω , R2 = 6 Ω , rezistenţa ampermetrului R A = 2 Ω , E1 = 6 V , r1 = 2 Ω , E 2 = 9 V , r 2 = 3 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric indicat de ampermetrul A ; b. energia disipată de rezistorul R în timpul t = 10 minute. c. cât din puterea disipată pe circuitul exterior este consumată de ampermetru; d. puterea electrică dezvoltată pe porţiunea de circuit alcătuită din cele două rezistoare R1 şi R2 dacă sursa de tensiune electromotoare E 2 este scoasă din circuit.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 66 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 066

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de R măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin raportul este: ∆t

V2 V2 c. d. W (2p) J W V 2.Tensiunea electrică măsurată la bornele unui rezistor a cărui rezistenţă electrică nu se modifică este: a. direct proporţională cu rezistenţa electrică. b. direct proporţională cu intensitatea curentului prin rezistor. c. constantă indiferent de valoarea intensităţii. d. invers proporţională cu intensitatea. (3p) 3. Se consideră n rezistori care se grupează în serie şi apoi în paralel. Alegeţi relaţia corectă dintre rezistenţele echivalente ale celor două grupări: a. R s > R p b. R s = R p , (∀n ) c. R s < R p d. R p = nR s (5p) a.

W

2

b.

4. Se consideră N surse identice (E, r ) care se grupează în serie şi apoi în paralel formându-se două baterii. Intensităţile de scurtcircuit ale celor două baterii astfel formate satisfac relaţia I p = 10I s . Numărul N

de surse ce formează o baterie este egal cu: a. 5 b. 10

c. 15

d. 20

(3p)

5. Graficul dependenţei rezistenţei electrice a unui rezistor în funcţie de temperatură este redat în figura alăturată. Rezistenţa rezistorului la temperatura de 2000 0 C este egală cu: a. b. c. d.

20 Ω 180 Ω 3,22 kΩ 180 kΩ (2p) Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 066

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru a varia tensiunea la bornele rezistorului R 2 având rezistenţa electrică R2 = 30 Ω din circuitul reprezentat în figura alăturată, se foloseşte un reostat cu cursor. Rezistenţa electrică a spiralei reostatului are valoarea R1 = 20 Ω iar lungimea spiralei este L = 20 m . Circuitul este conectat la un alimentator de tensiune continuă cu t.e.m. E = 24 V şi rezistenţa internă r = 2,5 Ω . Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior sursei când cursorul se află la mijlocul spiralei reostatului; b. intensitatea curentului debitat de sursă, dacă rezistenţa circuitului exterior sursei este R = 17,5 Ω ; c. tensiunea la bornele rezistorului R 2 în condiţiile punctului a., dacă intensitatea curentului debitat de sursă este I = 1,2 A ; d. aria secţiunii transversale a firului din care este confecţionată spirala reostatului dacă rezistivitatea Proba E,F: Probă scrisă la Fizică C.1 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu electrică a materialului acesteia are valoarea ρ = 44 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 066

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un reşou electric are două rezistoare de rezistenţe R1 şi R 2 . Când conectăm rezistorul de rezistenţă R1 la o sursă care asigură la borne o tensiune constantă U = 210 V , puterea electrică disipată de acesta este P1 = 450 W . Când se conectează la bornele aceleiaşi surse al doilea rezistor de rezistenţă R 2 , puterea electrică disipată este P2 = 600 W . a. Determinaţi valoarea rezistenţei R1 . b. Determinaţi intensitatea curentului electric debitat de sursă dacă la bornele ei se leagă în paralel cele două rezistenţe R1 şi R 2 . c. Dacă 80% din energia furnizată de reşou în cazul conectării la tensiunea U a rezistenţei R 2 este preluată de apa dintr-un vas, iar apa are nevoie de energia W = 420 kJ pentru a fi adusă la fierbere, determinaţi timpul necesar acestui proces. d. Dacă R 01 şi R 02 reprezintă rezistenţele la temperatura de 0 0 C ale celor doi rezistori, iar coeficienţii termici ai rezistivităţilor electrice ale materialelor din care sunt confecţionaţi rezistorii sunt α 1 , respectiv α 2 ,

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 67 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 067

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1.Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură pentru puterea electrică poate fi scrisă sub forma: b. Ω ⋅ A c. V ⋅ A −2 d. V 2 ⋅ Ω −1 (2p) a. V ⋅ A −1 2. Doi rezistori de rezistenţe electrice R1 şi R 2 sunt grupaţi în paralel. Rezistenţa electrică R 2 poate fi exprimată în funcţie de R1 şi de rezistenţa electrică echivalentă R p a grupării paralel prin relaţia: a. R 2 =

R p R1 R1 − R p

b. R 2 = R p - R1

c. R 2 =

R p - R1

d. R 2 =

R p R1

R p R1 R p - R1

(3p)

3. Se cunosc intensitatea curentului electric dintr-un circuit electric simplu I şi intensitatea curentului de scurtcircuit a sursei din acel circuit, I sc . Randamentul acestui circuit simplu poate fi exprimat prin relaţia: I I I I a. η = sc b. η = 1 − sc c. η = 1 − d. η = (2p) I I I sc I sc 4. Numărul de electroni ce trec printr-o secţiune tranversală a unui conductor metalic într-o secundă este 5 ⋅ 10 19 . Intensitatea curentului staţionar ce trece prin conductor este egală cu: a. 8 A b. 0,8 A c. 80 mA d. 8 mA (5p) 5.Rezistenţa electrică a rezistorului pentru care a fost trasată caracteristica curent tensiune alăturată are valoarea: a. 2 kΩ b. 0,5 kΩ c. 2 Ω d. 0,2 Ω

(3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 067

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Voltmetrul din circuitul reprezentat în figura alăturată indică tensiunea electrică U = 24 V . Rezistenţa internă a sursei are valoarea r = 0,2 Ω , iar rezistenţele electrice ale rezistorilor au valorile R1 = 30Ω , respectiv R 2 = 20 Ω . Aparatele de măsură se consideră ideale (R A ≅ 0, RV → ∞ ) . Determinaţi: a. intensitatea curentului prin sursă; b. tensiunea electromotoare a sursei; c. indicaţiile celor două aparate de măsură dacă se scurtcircuitează gruparea celor două rezistoare; d. raportul lungimilor firelor metalice din care sunt confecţionate cele două rezistoare dacă au aceeaşi grosime şi sunt din acelaşi material.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 067

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul din figura alăturată se cunosc valorile rezistenţelor electrice R1 = 2,5 Ω şi R 2 = 7,5 Ω , iar rezistenţa internă a ampermetrului este R A = 1Ω . Curentul înregistrat de ampermetru are valoarea I1 = 1A când comutatorul K este deschis, respectiv valoarea I 2 = 0,8 A când K este închis. Determinaţi: a. valoarea rezistenţei R , ştiind că în cazul în care K este deschis energia dezvoltată de acesta în timp de 10 minute are valoarea 1,5 W ⋅ h ; b. rezistenţa echivalentă a circuitului conectat între bornele a şi b, dacă R = 9 Ω şi comutatorul K este deschis; c. puterea disipată în rezistorul R1 în cazul în care comutatorul K este închis şi R = 9Ω ; d. raportul dintre puterea disipată pe rezistenţa ampermetrului şi puterea disipată pe circuitul exterior sursei dacă R = 9 Ω şi comutatorul K este închis.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 68 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 068

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, mărimea fizică a cărei unitate de măsură exprimată prin unităţile din S.I. sub forma V ⋅ A ⋅ s se numeşte: a. tensiune electrică b. putere electrică c. energie electrică d. rezistenţă electrică (2p) 2. Energia electrică consumată de către un rezistor legat la bornele unui generator de tensiune electromotoare E şi rezistenţă internă r NU poate fi: a. egală cu energia electrică debitată pe circuitul interior b. egală cu energia electrică totală debitată de generator în circuit c. mai mare decât energia electrică debitată pe circuitul interior d. mai mică decât energia electrică debitată pe circuitul interior (3p) 3. O sursă electrică are tensiunea electromotoare E = 24 V. Intensitatea curentului electric care trece printr-un conductor ideal legat la bornele sursei respective are valoarea Isc = 40 A. Rezistenţa internă a sursei este de: a. 0,15 Ω b. 0,3 Ω c. 0,6 Ω d. 1,2 Ω (5p) 4. Schema unui circuit electric este redată în figura alăturată. Întrerupătorul k este deschis. Un voltmetru conectat la bornele rezistorului va indica: a. 0 V b. 0,9 V c. 11,1 V d. 12 V (3p) 5. Un fir din cupru, conectat la o tensiune electrică constantă, se încălzeşte în timpul funcţionării de la 0°C la până la temperatura θ . Coeficientul termic al rezistivităţii cuprului la 0°C este α . Variaţia relativă a intensităţii curentului electric prin fir datorită încălzirii, dacă se neglijează modificarea dimensiunilor firului cu temperatura, este dată de expresia: αθ αθ αθ 1 + αθ a. b. c. d. − (2p) αθ 1 + αθ 1 − αθ 1 + αθ

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 068

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul electric reprezentat în figura alăturată sunt cunoscute valorile: E1 = 12 V, r1 = 1 Ω, E 2 = 24 V, r 2 = 2 Ω. Rezistorul R este un baston de grafit având raza secţiunii transversale r = 1 mm şi lungimea A = 15,7 cm (≅ 5 π cm). Grafitul are rezistivitatea

E1, r1 E 2 , r2

R ρ = 60 ⋅ 10 -6 Ω ⋅ m. Determinaţi: a. rezistenţa rezistorului R; b. t.e.m şi rezistenţa generatorului echivalent (cu care poate fi înlocuită gruparea celor două generatoare); c. intensitatea curentului electric din circuit; d.valoarea pe care ar avea-o intensitatea curentului electric din circuit dacă sursa cu tensiunea electromotoare E1 = 12 V îşi inversează polaritatea.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 068

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un număr n = 6 surse de tensiune identice, având fiecare t.e.m E şi rezistenţa interioară r = 600 m Ω, sunt grupate în paralel formând o baterie ce alimentează o grupare de trei rezistoare. Rezistoarele sunt conectate astfel: rezistorul R2 legat în paralel cu rezistorul R3 , iar gruparea celor două înseriată cu rezistorul R1 . Rezistenţele rezistoarelor au valorile: R1 = 5 Ω, R2 = 6 Ω, R3 = 4 Ω. Energia electrică disipată în rezistorul R 2 în timpul ∆t = 1 min este W2 = 12,96 kJ. Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin rezistorul de rezistenţă R2 ; b. intensitatea curentului electric care parcurge rezistorul R1 ; c. intensitatea curentului electric ce străbate una dintre sursele de tensiune; d. puterea electrică totală furnizată de o sursă circuitului electric.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 69 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 069

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Utilizând notaţiile din manualele de fizică, relaţia cu ajutorul căreia se poate determina tensiunea la bornele unui rezistor cu rezistenţa electrică R, conectat la o sursă de tensiune cu parametrii E şi r este: ER E (R + r ) ER Er b. c. d. (5p) a. r R R+r R 2. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică U2 ⋅S unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice desrise de relaţia ρ ⋅l a. W b. J c. A d. Ω (2p) 3. Rezistenţa unui rezistor de cupru (α=4·10-3 grd-1) variază cu temperatura conform graficului din figura alăturată. Rezistenţa rezistorului la temperatura de 00C are valoarea: a. 1 Ω b. 4 Ω c. 5 Ω d. 10 Ω (3p) 4. Un rezistor cu rezistenţa constantă este conectat la o sursă a carei tensiune la borne poate fi variată. Când tensiunea la bornele rezistorului scade de la 12 V la 6 V, intensitatea curentului: a. rămâne aceeaşi b. se dublează c. se măreşte de 4 ori d. se înjumătăţeşte (3p) 5. Un generator cu tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r alimentează un circuit format din n rezistoare legate în serie, fiecare având rezistenţa electrică R . Intensitatea curentului electric prin circuit este I . Se înlocuieşte gruparea celor n rezistoare cu un singur rezistor de rezistenţă electrică R . Intensitatea curentului electric care străbate rezistorul în acest caz este: r + n⋅R r +R n⋅r +R r +R b. I ⋅ c. I ⋅ d. I ⋅ (2p) a. I ⋅ r +R r + n ⋅R r +R n⋅r +R Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 069

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul din figura alăturată, voltmetrul V1 indică 6 V . La închiderea întrerupătorului K , voltmetrul V1 indică 5,6 V , voltmetrul V2 indică 4,5 V , iar, iar ampermetrul A indică 2 A . Voltmetrele sunt considerate ideale ( RV → ∞ ), iar ampermetrul este real având rezistenţa electrică R0. Determinaţi: a. căderea de tensiune în interiorul a generatorului în cazul în care comutatorul este închis. b. rezistenţa electrică R a rezistorului. c. numărul de electroni ce străbat o secţiune transversală a rezistorului în ∆t = 5 min . d. rezistenţa electrică a ampermetrului.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 069 Rezolvaţi următoarea problemă: O sursă de tensiune cu parametrii E şi r este conectată la un rezistor de rezistenţă electrică variabilă. Dependenţa tensiunii aplicate la bornele rezistorului de rezistenţa sa este reprezentată în graficul din figura alaturată. Determinaţi: a. valoarea intensităţii curentului din circuit când rezistenţa este R = 1 Ω ; b. tensiunea electromotoare şi rezistenţa internă a sursei; c. intensitatea curentului când tensiunea pe rezistor atinge, practic, valoarea de 3,6 V; d. valoarea tensiunii pentru care puterea transmisă circuitului exterior are valoarea maximă.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 70 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 070

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură pentru sarcina electrică, exprimată în funcţie de unităţile de măsură ale mărimilor fundamentale din SI, este: b. A ⋅ s −1 c. A ⋅ m d. A ⋅ m −1 (2p) a. A ⋅ s 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia puterii dezvoltate de un rezistor parcurs de curent este: a. RI b. RI 2 c. R 2 I d. RU (3p) 3. Intensitatea curentului electric printr-un conductor este numeric egală cu: a. numărul de electroni care trec prin secţiunea transversală a conductorului b. numărul de electroni care trec prin secţiunea transversală a conductorului în unitatea de timp c. sarcina electrică ce trece prin secţiunea transversală a conductorului d. sarcina electrică ce trece prin secţiunea transversală a conductorului în unitatea de timp (2p) 4. Un rezistor având rezistenţa electrică R este legat la bornele unei surse de tensiune având rezistenţa internă r .Tensiunea la bornele sursei este nulă dacă: a. R = 0 b. R = r c. R = 2 r d. R → ∞ (3p) 5. Graficele din figura alăturată redau dependenţa intensităţii curentului prin trei rezistori având rezistenţele R1 , R2 , R 3 de tensiunea electrică aplicată la bornele fiecăruia dintre aceştia. Relaţia corectă între valorile rezistenţelor este: a. R1 < R 2 < R 3 b. R 2 < R1 < R 3 c. R1 < R 3 < R 2 d. R 3 < R 2 < R1 (5p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 070

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O sursă de tensiune electromotoare E = 20 V şi rezistenţă internă r alimentează doi rezistori legaţi în serie având rezistenţele electrice R1 = 4 Ω şi R 2 = 5 Ω . Cunoscând tensiunea la bornele primului rezistor U 1 = 8 V , determinaţi: a. intensitatea curentului prin circuit; b. tensiunea la bornele rezistorului R 2 ; c. rezistenţa internă a sursei; d. raportul dintre tensiunea la bornele sursei şi căderea de tensiune din interiorul sursei.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 070 Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul electric reprezentat în schema din figura alăturată se cunosc: E1 = 30 V ; E 2 = 25 V ; R = 10 Ω ; R1 = 9 Ω ; r1 = 1Ω . Valoarea intensităţii curentului prin rezistorul R este egală cu 2 A . Determinaţi: a. tensiunea U la bornele rezistorului R ; b. energia WR disipată pe rezistorul R într-un interval de timp egal cu un minut; c. puterea consumată de rezistorul R1 ; d. puterea totală PE2 debitată de sursa E 2 .

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 71 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 071

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a coeficientului termic al rezistivităţii este: b. s −1 c. Ω ⋅ m d. grad −1 (2p) a. grad 2. La bornele unui rezistor cu rezistenţa electrică de 2 kΩ se aplică o tensiune electrică de 10 V. Intensitatea curentului electric prin rezistor are valoarea: a. 5 µA b. 5 mA c. 0,5 A d. 5 A (5p) 3. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, dintre următoarele expresii, cea care nu reprezintă o putere electrică este: b. R ⋅ I 2 c. E ⋅ I d. U ⋅ I (3p) a. E ⋅ R 4. La bornele unui rezistor având rezistenţa electrică variabilă este conectată o sursă având t.e.m. E şi rezistenţa interioară r. În graficul din figura alăturată este reprezentată tensiunea electrică la bornele sursei în funcţie de intensitatea curentului electric din circuit. Rezistenţa interioară a sursei are valoarea: a. 0,1Ω b. 0,2 Ω c. 1,5 Ω d. 3 Ω (2p) 5. Pe un bec electric sunt înscrise valorile P = 100 W, U = 220 V . Intensitatea curentului electric atunci când becul funcţionează la parametrii nominali este egală cu: a. 0,22 A b. 2,2 A c. 0,45 A d. 5 A (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 071

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie formată din 6 elemente grupate în serie, având fiecare t.e.m. E şi rezistenţa interioară r, este legată în serie cu un rezistor cu rezistenţa R = 6,4 Ω , format dintr-un fir conductor cu secţiunea S = 1 mm 2 şi rezistivitatea electrică ρ = 4 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m . Prin rezistor circulă un curent cu intensitatea I = 1,8 A . Dacă la bornele bateriei se conectează un conductor cu rezistenţa rezistenţă electrică neglijabilă, valoarea intensităţii curentului debitat de aceasta devine I sc = 21 A . Determinaţi: a. lungimea firului conductor cu rezistenţa R; b. rezistenţa internă a unui element; c. tensiunea electromotoare a bateriei; d. tensiunea electrică la bornele bateriei dacă la bornele acesteia este conectat rezistorul R .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 071

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie cu t.e.m. E = 14 V şi rezistenţa interioară r = 0,5 Ω alimentează o grupare de rezistoare cu rezistenţele R1 = 2 Ω, R2 = 6 Ω, R3 = 1Ω şi R4 = 4 Ω , montate ca în figura alăturată. Determinaţi: a. intensităţile I1 şi I2 ale curenţilor ce parcurg rezistoarele R1 şi, respectiv, R2; b. energia disipată prin rezistorul R3 în timp de 10 minute; c. puterea totală a sursei; d. randamentul circuitului electric.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 72 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 072

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimată prin produsul U ⋅ I este: (2p) a. W b. J c. C d. Ω 2. Rezistenţa echivalentă între punctele A şi B ale montajului format din cele trei rezistoare de rezistenţă R din figura alăturată este: a. 3R b. R 3 c. 2 R 3 d. R (5p) 3. Dacă la bornele unui generator care furnizează energie electrică unui circuit se conectează un voltmetru ideal (cu rezistenţă internă infinită), acesta va indica: a. căderea de tensiune pe rezistenţa internă a sursei; b. tensiunea electromotoare a generatorului; c. suma dintre tensiunea electromotoare şi căderea interioară de tensiune; d. căderea de tensiune pe circuitul exterior. (3p) 4. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele folosite în manualele de fizică, căldura degajată la trecerea curentului electric printr-un rezistor de rezistenţă R se determină cu ajutorul relaţiei: U U2 I2 a. Q = 2 t b. Q = t c. Q = R 2 It d. Q = t (3p) R R R 5. O grupare de n surse identice având fiecare tensiunea electromotoare E şi rezistenţa interioară r , conectate în paralel, este echivalentă cu o singură sursă având tensiunea electromotoare echivalentă E e şi rezistenţa interioară echivalentă r e date de : a. E e = nE şi r e = r b. E e = nE şi r e = nr c. E e = E şi r e = r n d. E e = nE şi r e = r n (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 072

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul din figura alăturată se cunosc: E = 3,2 V , r = 1Ω şi R = 10 Ω . Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior generatorului; b. intensitatea curentului debitat de sursă, dacă rezistenţa echivalentă a circuitului exterior generatorului este R e = 15Ω ; c. tensiunea între punctele c şi d ; d. indicaţia unui voltmetru ideal (cu rezistenţă internă infinită) conectat la bornele sursei, dacă intensitatea curentului prin generator este I = 0,2 A .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 072

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Două rezistoare, având rezistenţele electrice R1 = 15 Ω , respectiv R 2 = 30 Ω , se leagă în paralel. Gruparea astfel formată se conectează la bornele unei surse electrice având rezistenţa internă r1 = 5 Ω . Intensitatea curentului electric ce străbate rezistorul R1 are valoarea I1 = 2 A . Determinaţi: a. puterea electrică disipată pe rezistorul R1 ; b. intensitatea curentului electric ce străbate sursa; c. tensiunea electromotoare E1 a sursei; d. energia furnizată circuitului de gruparea a două surse în intervalul de timp ∆t = 5 min dacă se conectează, în paralel, cu generatorul de t.e.m. E1 o a doua sursă având t.e.m. E 2 = 30 V şi rezistenţa internă r 2 = 5 Ω .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 73 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 073

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele din manuale, expresia legii lui Ohm pentru o porţiune de circuit este: A U E2 a. R = ρ b. I = c. R = R 0 (1 + α ⋅ t ) d. I = (2p) R+r S R 2. Utilizând notaţiile din manualele de fizică, unitatea de măsură ce corespunde randamentului unui generator electric, care alimentează un consumator, poate fi exprimată sub forma: W ⋅s W A⋅s s a. b. c. d. (2p) J V J A 3. Un fir conductor omogen, de secţiune constantă şi de lungime A , este conectat la bornele unei surse cu rezistenţă interioară neglijabilă. Dacă firul conductor se taie în două bucăţi egale, fiecare de lungime A 2 , care se leagă în paralel la bornele aceleiaşi surse, intensitatea curentului furnizat de sursă devine, faţă de cea furnizată iniţial: a. de 2 ori mai mare b. de 2 ori mai mică c. de 4 ori mai mare d. de 4 ori mai mică (3p) 4. În schema din figura alăturată cei patru rezistori sunt identici, având fiecare rezistenţa electrică R. Aplicăm între bornele A şi B o tensiune U. Puterea dezvoltată de cei patru rezistori este dată de relaţia: 4U 2 U2 8U 2 9U 2 a. b. c. d. R 3R R R 5. Raportul dintre tensiunea la bornele sursei electrice şi căderea interioară de tensiune pe sursa electrică, în cazul circuitului electric din figura alăturată, este: a. 2 b. 3 c. 4 d. 4,5

(5p)

(3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 073

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul din figură se cunosc: E1 = 8 V , E 2 = 48 V , r1 = 3 Ω r 2 = 2 Ω , şi R = 2 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului ce parcurge rezistorul având rezistenţa electrică R = 2Ω ; b. tensiunea electrică între nodurile A şi B; c. tensiunea electrică U 0 la bornele grupării de surse, la funcţionarea în gol a acesteia ( R → ∞ ); d. intensitatea curentului de scurtcircuit a sursei echivalente, I sc (R → 0 ) .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 073 Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric reprezentat în figura alăturată se cunosc: E = 10 V , r = 1Ω , R1 = 2 Ω şi R2 = R3 = 4 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric ce parcurge rezistorul R1 ; b. căldura degajată de rezistorul R2 în trei minute; c. valoarea rezistenţei pe care ar trebui să o aibă un circuit conectat la bornele sursei pentru ca puterea preluată de acesta de la sursă să fie maximă; d. valoarea puterii maxime debitate de sursă în circuitul exterior, în condiţiile punctului c.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 74 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 074

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. O sursă de tensiune cu t.e.m. E = 1,5 V este conectată la bornele unui rezistor cu rezistenţa R = 2 Ω . Dacă tensiunea la bornele sursei este U = 1 V , rezistenţa internă a sursei este: a. r = 5 Ω b. r = 3 Ω c. r = 2 Ω d. r = 1Ω . (3p) 2. În circuitul din figura de mai jos rezistoarele au aceeaşi valoare a rezistenţei electrice R. Rezistenţa echivalentă a circuitului între bornele A şi B este: R a. 2 b. R c. 2R (2p) d. 4R . 3. Doi rezistori de rezistenţe electrice R1 şi R 2 sunt legaţi în serie la o sursă de tensiune având tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r. Puterea debitată de sursă circuitului exterior este dată de relaţia: E2 a. P = (R1 + R 2 ) ; (R1 + R 2 + r )2 b. P = R1R 2 c. P =

E2

(R1 + R 2 + r )2

;

E2 R1 + R 2 + r

d. P = (R1 + R 2 )

2

E2 R1 + R 2 + r

(5p)

4. În figura alăturată este redată dependenţa tensiunii la bornele unei porţiuni de circuit de intensitatea curentului electric prin aceasta. Tensiunea electrică la bornele porţiunii de circuit este U = 6 V dacă intensitatea curentului are valoarea: Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării a. 0,5 A b. 1 A c. 2 A d. 2,5 A (3p) Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar 5. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a rezistivităţii electrice este: C. SUBIECTUL II – Varianta 074 (15 puncte) b. Ω ⋅ m c. A ⋅ m −1 d. V ⋅ m (2p) a. Ω ⋅ m −1 următoarea problemă: Rezolvaţi

În montajul alăturat se cunosc (valorile mărimilor caracteristice componentelor): E = 3 V , r = 2 Ω , R1 = R 2 = 3 Ω şi R 3 = 1 Ω . Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior; b. intensitatea curentului electric prin rezistorul R 3 ; c. tensiunea la bornele rezistorului R1 . d.valoarea tensiunii electromotoare a unei surse dacă se înlocuieşte gruparea paralel a celor două surse de tensiune cu o singură sursă având rezistenţa internă r1 = 0,5 Ω , iar valoarea intensităţii curentului prin rezistorul R 3 devine egală cu 0,5 A .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 074

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unei surse având tensiunea electromotoare E = 20 V se conectează un rezistor cu rezistenţa electrică R1 = 2 Ω . Dacă se înlocuieşte rezistorul R1 cu altul având rezistenţa electrică R 2 = 8 Ω , se constată că putere electrică furnizată de sursă circuitului exterior este aceeaşi. Determinaţi: a. rezistenţa internă a sursei; b. puterea electrică debitată pe gruparea serie a celor 2 rezistoare conectate la aceeaşi sursă de tensiune; c. randamentul circuitului electric în situaţia de la punctul b.; d. valoarea pe care ar trebui să o aibă rezistenţa internă a sursei pentru ca puterea debitată de aceasta pe cele două rezistoare grupate serie să fie maximă.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 75 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 075

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manuale, unitatea de măsură în S.I. a rezistenţei electrice poate fi scrisă sub forma: a. J ⋅ A −2 ⋅ s −1 b. J ⋅ A 2 ⋅ s c. Ω ⋅ m d. W ⋅ A −2 ⋅ s −1 (2p) 2. Două rezistoare de rezistenţe electrice R1 şi R2 sunt legate în serie, tensiunea la bornele ansamblului fiind U = 7 V . Tensiunea la bornele rezistorului R2 este U 2 = 2,3 V iar rezistorul R1 are rezistenţa electrică R1 = 470 Ω . Rezistenţa electrică a rezistorului R2 are valoarea: a. 700 Ω b. 430 Ω c. 230 Ω d. 200 Ω (5p) 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, expresia randamentului unui circuit electric simplu este: b. η = r / (R + r ) c. η = (R + r ) / R d. η = (R + r ) / r (3p) a. η = R / (R + r ) 4. O baterie (E ; r = R / 2) alimentează un circuit electric format din trei rezistori conectaţi în serie având rezistenţele electrice R1 = R / 2 , R2 = R , R3 = 2R . Intensitatea curentului electric din circuit este Ι = 1 A . Din circuit se elimină rezistorul R3 . În aceste condiţii intensitatea curentului electric va avea valoarea: a. 1,2 A b. 1,4 A c. 1,8 A d. 2 A (2p) 5. Un reşou electric disipă o putere P = 600 W când este alimentat sub tensiunea U = 220 V . Rezistenţa electrică din care este confecţionat reşoul este alcătuită dintr-un fir de lungime A = 12 m având rezistivitatea la temperatura de funcţionare ρ = 1,2 ⋅ 10 −6 Ω ⋅ m . Aria secţiunii transversale a firului încălzit este: a. S ≅ 0,275 mm 2

b. S ≅ 0,178 mm 2

c. S ≅ 0,090 mm 2

d. S ≅ 0,040 mm 2

(3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 075

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Se consideră montajul electric din figura alăturată în care tensiunea electrică U poate fi modificată. Rezistenţa electrică montată în circuit are valoarea R = 6 Ω , bateria este ideală având tensiunea electromotoare E constantă şi rezistenţa internă nulă. Pentru o valoare a tensiunii U egală cu U 1 = 3 V , intensitatea curentului electric prin rezistenţa R este egală cu zero, iar intensitatea curentului electric prin bec este Ι 1 = 0,55 A . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin baterie în situaţia în care U = U1 ; b. tensiunea electromotoare E a bateriei; c. rezistenţa electrică a becului; d. valoarea tensiunii electrice U pentru care intensitatea curentului electric prin baterie este nulă; Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 075

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul electric a cărui diagramă este ilustrată în figura alăturată conţine sursa cu t.e.m E 0 = 4,5 V şi rezistenţa internă r0 = 1Ω şi sursa cu t.e.m E1 = 1,5 V şi rezistenţa internă neglijabilă. Rezistenţele electrice R0 = 49 Ω şi R1 = 50 Ω sunt constante, iar rezistenţa electrică R2 este variabilă. a. Exprimaţi intensitatea I1 , a curentului electric care străbate sursa E1 în funcţie de R2 . b. Calculaţi valoarea rezistenţei R2 pentru care curentul prin sursa E1 este nul. c.Determinaţi energia electrică dezvoltată în timpul t = 10 min pe rezistorul R2 pentru o valoare a rezistenţei electrice R2 = 25 Ω . d. Calculaţi puterea electrică disipată pe rezistenţa R0 pentru o valoare a rezistenţei electrice R 2 = 24 Ω .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 76 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 076

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manuale, mărimea fizică a cărei unitate de măsură în J S.I. poate fi pusă sub forma: este: Ω⋅s a. intensitatea curentului electric b. rezistenţa electrică c. tensiunea electrică d. puterea electrică (2p) 2. Pentru intensităţile curenţilor care se întâlnesc în nodul de reţea reprezentat în figura de mai jos se poate scrie: a. I 1 + I 4 − I 2 = I 3 + I 5 b. I 1 − I 4 − I 2 = I 5 − I 3 c. I 1 + I 2 − I 4 = I 3 + I 5 (3p) d. I 1 + I 4 − I 2 + I 3 − I 5 = 0 3. Rezistenţa electrică a filamentului din wolfram al unui bec are valoarea R1 = 10 Ω la temperatura de 0 0 C . Coeficientul termic al rezistivităţii wolframului are valoarea α = 5 ⋅ 10 −3 K −1 . Neglijând modificarea dimensiunilor filamentului cu temperatura, temperatura la care este încălzit filamentul, dacă rezistenţa lui electrică devine R 2 = 85 Ω , are valoarea:

a. 500 0 C b. 800 K c. 1000 K d. 1500 0 C 4. Două baterii identice cu t.e.m. E şi rezistenţă internă neglijabilă sunt conectate ca în figura alăturată. Un voltmetru ideal (cu rezistenţă internă infinită) conectat între bornele A şi B va indica o tensiune egală cu: a. 0 b. E / 2 c. E d. 2 ⋅ E 5. Un consumator preia 80% din energia furnizată de o baterie cu rezistenţa internă r = 2 Ω . Rezistenţa electrică a consumatorului este egală cu: a. 8 Ω b. 10 Ω c. 16 Ω d. 20 Ω

(3p)

(2p)

(5p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 076

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unei baterii se conectează un fir conductor din constantan cu rezistenţa electrică R = 8 Ω , lungimea A , secţiunea S = 9,8 mm2 şi rezistivitatea ρ = 49 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m , conductorul fiind parcurs de un curent de intensitate I = 1 A . Dacă se înlocuieşte firul conductor cu un alt fir din constantan, având aceeaşi secţiune, dar lungimea cu 25% mai mare decât a primului fir, intensitatea curentului debitat de baterie scade cu 16% faţă de valoarea avută în primul caz. Determinaţi: a. lungimea A a primului fir; b. rezistenţa internă a bateriei; c. valoarea t.e.m. a bateriei; d. variaţia tensiunii electrice la bornele bateriei ca urmare a conectării celui de-al doilea fir în locul primului.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 076 Rezolvaţi următoarea problemă: Becul din circuitul reprezentat în figura alăturată are puterea P = 40 W , iar tensiunea la bornele lui are valoarea U = 10 V . Cele două surse din circuit au rezistenţele interne neglijabile, t.e.m. a primei surse este egală cu E1 = 18 V , iar rezistenţele electrice ale rezistoarelor au valorile R2 = 6 Ω , respectiv R3 = 8 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric ce trece prin bec; b. tensiunea electromotoare E 2 a celei de-a doua surse; c. energia disipată prin efect termic de rezistorul R 3 în timp de 1 minut; d. puterea furnizată circuitului de sursa cu t.e.m. E1 .

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 77 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 077

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Energia electrică de 1 kWh exprimată în funcţie de unităţi de măsură în S.I. corespunde valorii: a.

10 3 W 3600s

b. 10 3

W s

c. 36 ⋅ 10 5 J

d. 36 ⋅ 10 6 J

(2p)

2. Intensitatea curentului care străbate un conductor variază în raport cu timpul conform graficului alăturat. Sarcina electrică transportată prin conductor în intervalul de timp t ∈ [2 s, 4 s] este egală cu: a. 10 mC b. 20 mC c. 30 mC (5p) d. 40 mC 3. Dacă se scurtcircuitează bornele unui generator prin intermediul unui conductor de rezistenţă electrică neglijabilă, intensitatea curentului electric este I sc . Acelaşi generator poate transfera circuitului exterior o putere maximă Pmax . Tensiunea electromotoare a generatorului este egală cu: 2Pmax 3Pmax 4Pmax P a. E = max b. E = c. E = d. E = (3p) I sc I sc I sc I sc 4. O grupare de n surse identice având fiecare t.e.m. E şi rezistenţa internă r , se conectează în serie, Tensiunea electromotoare echivalentă şi rezistenţa internă echivalentă grupării se determină cu ajutorul relaţiei: a. E e = nE , re = nr b. E e = E , r e = r / n c. E e = E / n, r e = r d. E e = E , r e = r (2p) 5. În figura alăturată cifrele indică valorile intensităţilor curenţilor electrici prin laturile corespunzătoare, măsurate în mA , iar săgeţile sensurile curenţilor. Intensitatea I a curentului electric care iese din nodul A este egală cu: a. −6 mA b. −4 mA c. 4 mA (3p) d. 6 mA Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 077

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul electric din figura alăturată se cunosc tensiunile electromotoare ale generatoarelor E1 = 6 V , E 2 = 4 V , E 3 = 2 V , rezistenţele lor interne r1 = r2 = r3 = 1Ω precum şi rezistenţele rezistorilor din circuit R1 = R2 = R3 = 2 Ω . Determinaţi: a. intensităţile curenţilor I 1 , I 2 şi I 3 prin ramurile circuitului; b. tensiunea electrică între punctele A şi B , cunoscând I1 = 0,2 A ; c. tensiunea electrică la bornele generatorului cu tensiunea electromotoare E 2 , cunoscând I 2 = 1,2 A ; d. valoarea intensităţii curentului prin rezistorul R3 dacă punctele A şi C ale circuitului se leagă printr-un fir de rezistenţă neglijabilă Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 077

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată, puterea debitată de generator circuitului exterior este aceeaşi, P = 3 W , indiferent dacă întrerupătorul K este deschis sau închis. Cunoscând R1 = 1Ω şi R 2 = 3 Ω , determinaţi: a. rezistenţa interioară a generatorului; b. tensiunea electromotoare a generatorului; c. randamentele de transfer al energiei de la generator în circuitul exterior pentru cele două situaţii, cu întrerupătorul K deschis şi cu întrerupătorul K închis, dacă rezistenţa interioară a generatorului este r = 1,5 Ω ; d. puterea maximă pe care o poate furniza generatorul unui circuit exterior cu rezistenţa electrică aleasă convenabil, dacă generatorul are tensiunea electromotoare E = 4,5 V şi rezistenţa interioară r = 1,5 Ω .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 78 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 078

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de masură în S.I. a mărimii US este: fizice care are expresia IA a. V ⋅ Ω b. Ω c. Ω -1 ⋅ m d. Ω ⋅ m (2p) 2. Conform primei legi a lui Kirchhoff, într-un nod al unei reţele electrice: a. intensitatea curenţilor care intră în nod scade şi a celor care ies creşte; b. suma algebrică a intensităţilor curenţilor care se întâlnesc în acel nod este nulă; n

c.

∑±I

i

= 0, numai dacă laturile care se întâlnesc în nodul dat nu conţin surse electrice;

i =1

d. intensitatea curenţilor care intră în nod creşte şi a celor care ies scade. (3p) 3. O sursă electrică are t.e.m E. Pentru deplasarea electronilor de conducţie încărcaţi cu sarcina electrică q prin circuitul exterior este necesară energia We iar pentru deplasarea aceloraşi electroni de conducţie prin circuitul interior energia Wi . Tensiunea electromotoare a sursei poate fi exprimată cu ajutorul relaţiei: W -W W W W W a. E = e 2 i b. E = e - i c. E = e + i d. E = q (We + Wi ). (3p) q q q q q 4. Un fir metalic de secţiune constantă şi rezistenţă 20 Ω se taie în patru părţi egale. Rezistenţa grupării paralel a celor 4 părţi este egală cu: b. 1,5 Ω c. 5 Ω d. 20 Ω (5p) a. 1,25 Ω 5. Sursa electrică ce alimentează un circuit simplu are parametrii E = 6 V şi r = 0,5 Ω. Dacă tensiunea la bornele sursei are valoarea U = 4 V, atunci puterea dezvoltată de sursă este egală cu: a. 4 W b. 12 W c. 24 W d. 30 W (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 078

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unui consumator cu rezistenţa R = 6 Ω este conectată o sursă electrică având parametrii E = 100 V şi r = 1 Ω. prin intermediul a două conductoare identice. Fiecare conductor are lungimea A = 2 m , aria secţiunii transversale S = 0,4 mm 2 şi rezistenţa electrică R f = 1,5 Ω. a. Determinaţi rezistivitatea materialului din care sunt confecţionate firele de legătură. b. Calculaţi rezistenţa echivalentă a circuitului electric exterior. c. Determinaţi intensitatea curentului electric din circuit. d. Determinaţi tensiunea electrică la bornele sursei.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 078

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul reprezentat în figura alăturată se cunosc: tensiunile electromotoare ale generatoarelor, E1 = 60 V şi E 2 = 45 V , rezistenţele interne ale generatoarelor, r1 = r 2 = 5 Ω şi rezistenţa electrică R 2 = 30 Ω . Când comutatorul K este deschis randamentul de transfer al energiei electrice de la cele două surse la rezistorul R1 este egal cu η = 80% . Determinaţi: a. rezistenţa electrică a rezistorului R1 ; b. intensitatea curentului ce trece prin circuit atunci când comutatorul K este deschis; c. puterea electrică disipată de rezistorul R1 atunci când comutatorul K este închis; d. tensiunea la bornele rezistorului R 2 când comutatorul K este închis.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 79 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 079

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. R 1. O sursă de tensiune eletrică cu t.e.m. E şi rezistenţa internă r = , are conectată la borne o grupare 4 serie de doi rezistori cu rezistenţele R şi 2R . În acest caz, intensitatea curentului electric prin circuit are valoarea de 1 A . Dacă din circuit se scoate rezistenţa 2R , intensitatea curentului electric va avea valoarea: a. 0,5 A b. 1,5 A c. 2,6 A d. 4,4 A (3p) 2. Un acumulator de autovehicul are valoarea t.e.m. E = 24 V şi rezistenţa internă r = 1 Ω . Puterea maximă pe care o poate transfera circuitului exterior este egală cu: a. 24 W b. 72 W c. 144 W d. 288 W (3p) 3. Utilizând simbolurile unităţilor de măsură utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură pentru intensitatea curentului electric poate fi scrisă în forma: W W Ω a. Ω ⋅ m b. c. d. (2p) Ω V V 4. Căldura disipată în timp de o jumătate de oră de un conductor cu rezistenţa electrică R = 500Ω prin care trece un curent electric având intensitatea I = 10 mA este egală cu: a. 180 J b. 90 J c. 1,8 J d. 0,9 J (5p) 5. Dacă notaţiile sunt cele utilizate în manualele de fizică, dependenţa rezistivităţii electrice de temperatură este dată de expresia: a. ρ = ρ 0 (1 + αt ) b. ρ = ρ 0 (1 + αT ) c. ρ = ρ 0 (1 + αT0 ) d. ρ 0 = ρ (1 + αt ) (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 079

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată se cunosc: E1 = 24 V , E 2 = 18 V , r1 = r 2 = 1Ω , R1 = R 2 = 5 Ω şi R 3 = 12 Ω . Determinaţi: a. intensitatea curentului ce parcurge rezistorul R 3 ; b. tensiunea electrică între nodurile A şi B; c. valoarea pe care ar trebui să o aibă E1 (toate celelalte elemente de circuit rămânând neschimbate), astfel încât rezistorul R1 să nu fie parcurs de curent electric; d. tensiunea la bornele sursei 1 (a cărei t.e.m. are valoarea E1)

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 079

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric reprezentat schematic în figura alăturată, bateria cu t.e.m. E are rezistenţa internă r = 3 Ω , iar rezistoarele au rezistenţele electrice R1 = 12 Ω , R 2 = 4 Ω şi R3 = 8 Ω . Puterea disipată pe rezistorul R 2 este P2 = 16 W . Neglijând rezistenţa firelor conductoare, determinaţi: a. intensitatea curentului prin rezistorul R1 ; b. tensiunea electromotoare a bateriei; c. valoarea raportului dintre puterea debitată de sursă pe circuitul exterior şi puterea disipată în interiorul sursei; d. valoarea pe care ar trebui să o aibă rezistenţa R1 (toate celelalte elemente de circuit rămânând neschimbate), astfel încăt puterea furnizată de sursă circuitului exterior să fie maximă.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 80 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 080

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, legea lui Ohm pentru o porţiune de circuit are expresia: U2 E U E a. I = b. I = c. I = d. I = (2p) R R R R+r 2. Simbolurile unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a tensiunii electrice poate fi exprimată cu ajutorul altor unităţi de măsură din S.I. în forma: b. J ⋅ A −1 c. A ⋅ J −1 ⋅ s −1 d. W ⋅ A −1 ⋅ s −1 (3p) a. J ⋅ A −1 ⋅ s −1 3. Se consideră un sistem de n=4 rezistoare identice de valoare R = 2r fiecare, conectate în serie la bornele unui generator cu t.e.m. E=18 V şi rezistenţa internă r = 2 Ω . Intensitatea curentului care trece prin circuit are valoarea aproximativă: a. 0,5 A b. 1 A c. 1,12 A d. 4,5 A (5p) 4. O sursă cu t.e.m. E = 5 V poate furniza circuitului exterior o putere maximă de 9 W. Dacă se scurtcircuitează bornele sursei prin intermediul unui conductor de rezistenţă electrică neglijabilă, valoarea intensităţii curentului electric prin sursă (curentul electric de scurtcircuit) devine: (3p) b. 6 A c. 5,8 A d. 4,6 A a. 7,2 A 5. Voltmetrul ideal (RV → ∞ ) conectat la bornele generatorului din figură măsoară tensiunea electromotoare dacă: a. întrerupătorul k este închis; b. întrerupătorul k este deschis; c. generatorul se scurtcircuitează; d. circuitul exterior are rezistenţa R = r .

(2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 080

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Se consideră circuitul din figură pentru care se cunosc: tensiunea electromotoare a sursei 1 E1 = 4,5 V , rezistenţele interne ale celor două surse r1 = r 2 = 1 Ω , rezistenţele celor trei rezistori R1 = 2 Ω, R2 = 2,5 Ω, R 3 = 1,5 Ω . Ampermetrul montat în circuit este real având rezistenţa internă R A = 0,5 Ω . Scala ampermetrului are 100 de diviziuni, iar indicaţia maximă a scalei este de 1 A . Acul ampermetrului s-a oprit în dreptul diviziunii 20. Determinaţi: a. intensitatea curentului prin rezistorul R1; b. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior; c. tensiunea electromotoare E 2 a sursei 2; d. indicaţia unui voltmetru ideal (RV → ∞ ) conectat la bornele sursei 1. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 080

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un bec şi un reostat sunt legate în serie într-un circuit electric alimentat la o sursă cu rezistenţa internă r = 10 Ω . Tensiunea la bornele becului este de 60 V, iar valoarea maximă a rezistenţei electrice a reostatului este de 20 Ω . Becul şi reostatul consumă împreună 200 W când rezistenţa reostatului este maximă. Determinaţi: a. intensitatea curentului electric în circuit; b. energia consumată de bec într-o oră; c.temperatura filamentului becului, dacă rezistenţa sa la temperatura de 0 o C este R 0 = 2,5Ω , iar coeficientul de temperatură al rezistivităţii metalului din care este confecţionat filamentul are valoarea α = 5 ⋅ 10 −3 grd−1 ; d. puterea consumată de reostat dacă becul este scos din circuit, iar cursorul reostatului se află la jumătatea înfăşurării reostatului.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 81 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 081

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul P ⋅ ∆t este: a. J b. W c. V d. A (2p) 2. Sursa unui calculator personal are o putere nominală de 300 W; energia preluată de la reţeaua de alimentare în 30 de zile de funcţionare în regim nominal, câte opt ore pe zi, este: a. 3 kWh b. 72 kWh c. 3 MWh d. 72 MWh (2p) 3. Se grupează un număr n de rezistori mai întâi în serie şi apoi în paralel. Rezistorii au rezistenţele electrice egale. Dacă rezistenţa echivalentă a grupării serie este de patru ori mai mare decât cea a grupării paralel, atunci numărul de rezistori este: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 (5p) 4. Se consideră n surse identice, având parametrii (E, r ) care se grupează în serie şi apoi în paralel. Bateriile astfel formate se leagă pe rând la bornele unui rezistor de rezistenţă R = 109r . Dacă intensităţile curenţilor prin rezistor în cele două cazuri respectă relaţia I s = 10I p , atunci numărul de surse este egal cu: a. 10

b. 11

c. 12

d. 13

(3p)

5. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa rezistenţei electrice a unui rezistor, în funcţie de temperatură. Panta dreptei este egală cu: a. R 0 b. α c. R 0 ⋅ α d. R 0 ⋅ α ⋅ t (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 081

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul electric a cărui schemă este ilustrată în figura alăturată conţine două generatoare cu t.e.m. E1 = 1 V, E 2 = 3 V şi rezistenţe interne r1 = r 2 = 0,5 Ω , rezistoarele având rezistenţele electrice: R1 = 1 Ω , R 2 = 3 Ω şi R3 = 6 Ω . Determinaţi: a. rezistenţa electrică echivalentă a sistemului de rezistori R1,R2 şi R3 ; b. intensitatea curentului electric printr-un circuit în care cele două surse legate în serie debitează curent pe o rezistenţă exterioară R 4 = 3 Ω ; c. intensitatea curentului de scurtcircuit a sursei echivalente din circuitul prezentat în figura alăturată ; d. tensiunea electrică dintre borna pozitivă a sursei E1 şi cea negativă a sursei E 2 dacă prin prima sursă circulă un curent de 1 A . Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 081

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul electric reprezentat în figura alăturată se cunosc: E1 = 10 V , E 2 = 20 V , r1 = r 2 = 0,5 Ω . Rezistorul R2 având rezistenţa electrică R 2 = 10 Ω consumă o puterea egală cu 40 W . Determinaţi: a. căldura degajată de rezistorul R1 în timpul t = 2 h ; b. energia disipată în interiorul generatorului 2 într-un minut, dacă R1 = 4Ω ; c. valoarea rezistenţei electrice a unui rezistor care, conectat la bornele grupării de surse în locul celor două rezistoare, preia o putere maximă de la surse; d. randamentul unui circuit electric simplu format din sursa 1 şi rezistenţa R2 .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 82 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 082

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Două fire conductoare (1) şi (2) sunt confecţionate din acelaşi material. Dacă raportul lungimilor celor două fire este A 1 A 2 = 2 , iar raportul diametrelor secţiunilor transversale este d 1 d 2 = 2 , atunci între rezistenţele electrice ale celor două fire există relaţia: a. R1 = 2R 2 b. R 2 = 2R1 c. R1 = 8R 2 d. R 2 = 8R1 (2p) 2. Toţi rezistorii din cele trei grupări (1) , (2) şi (3 ) din figura de mai jos au aceeaşi rezistenţă electrică R .

Între rezistenţele echivalente R1 , R 2 şi R 3 ale celor trei grupări există relaţia: a. R1 = R 2 ≠ R 3 b. R1 ≠ R 2 = R 3 c. R1 ≠ R 2 ≠ R 3 d. R1 = R 2 = R 3 (5p) 3. O sursă de tensiune debitează putere maximă circuitului exterior. Randamentul de transfer al puterii de la sursă la circuitul exterior este egal cu: b. 75% c. 50% d. 25% (3p) a. 100% 4. Tensiunea U ab dintre cele două puncte ale porţiunii de circuit din figura alăturată se determină cu ajutorul relaţiei: a. U ab = I (R1 + R 2 + r1 + r 2 ) + E 1 − E 2 b. U ab = I (R1 + R 2 − r1 + r 2 ) + E 1 − E 2 c. U ab = I (R1 + R 2 + r1 + r 2 ) − E 1 + E 2 d. U ab = I (R1 + R 2 − r1 + r 2 ) − E1 + E 2 (3p) 5. Energia electrică transformată în căldură în timpul ∆t de către un rezistor cu rezistenţa R , parcurs de un curent electric de intensitate I , poate fi scrisă în forma: RI∆t b. c. 2RI∆t d. RI 2 ∆t (2p) a. RI∆t 2

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 082

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie electrică este formată din 2 surse identice de curent continuu, legate în paralel, realizate fiecare din câte 5 elemente identice legate în serie. Fiecare element are tensiunea electromotoare E . Circuitul exterior bateriei este format din trei grupe de consumatori: trei becuri legate în paralel, unul cu rezistenţa R1 = 2 Ω , iar celelalte două cu rezistenţele egale R 2 = R 3 = 4 Ω ; un reostat cu rezistenţa R 4 = 3 Ω ; două reşouri legate în paralel, unul având rezistenţa R 5 = 10 Ω , iar celălalt R 6 = 15 Ω . Cele trei grupe de consumatori sunt legate în serie . Intensitatea curentului prin reostat este I 4 = 10 A . a. Realizaţi schema electrică a circuitului. b. Determinaţi intensităţile curenţilor prin fiecare bec. c. Calculaţi tensiunea electrică aplicată grupării celor două reşouri. d. Determinaţi tensiunea la bornele bateriei.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 082

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un radiator electric este format din două rezistoare, cu rezistenţele R1 şi respectiv R 2 , legate în paralel şi alimentate de la o sursă de curent continuu sub tensiunea U = 110 V . Căldura dezvoltată în cele două rezistoare în timpul t = 1min 40s este Q = 44 kJ . Ştiind că 1 4 din această căldură se degajă în rezistorul R1 şi 3 4 din ea în rezistorul R 2 , determinaţi: a. intensitatea curentului luat de la sursă de cele două rezistoare; b. rezistenţa echivalentă a ansamblului celor două rezistoare; c. intensităţile curenţilor electrici prin fiecare din cele două rezistoare; d. randamentul de transfer al energiei de la sursă la cele două rezistoare, dacă rezistenţa interioară a sursei de curent continuu este r = 1,1Ω .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 83 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 083

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură pentru rezistivitatea electrică este: b. Ω ⋅ m c. Ω −1 ⋅ m −1 d. Ω ⋅ m −1 (2p) a. Ω 2. O rezistenţă de 8 Ω disipă o putere de 72 W . Intensitatea curentului electric care trece prin rezistor este egală cu: a. 3 A b. 8 A c. 9 A d. 10 A (3p) 3. Se consideră divizorul de curent din figura alăturată. Dacă rezistorul R1 este parcurs de un curent electric cu intensitatea egală cu 40% din intensitatea curentului din ramura principală, atunci raportul R1 R 2 este egal cu: (5p) a. 1 3 b. 3 4 c. 3 2 d. 5 3 4. Intensitatea curentului electric printr-un conductor creşte liniar în timp, ca în figura alăturată. În primele 2 s , printr-o secţiune a conductorului trece o sarcină electrică egală cu: a. 12 C b. 6 C c. 4,5 C d. 3 C (2p) 5. Un circuit de curent continuu conţine un generator cu t.e.m. E şi rezistenţa internă r şi un consumator R . Puterea disipată în sursă se poate determina cu ajutorul relaţiei: rE 2 a. E 2 (R + r ) b. E ⋅ I c. RI 2 d. (3p) (r + R )2

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 083

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă Circuitul electric a cărui schemă este ilustrată în figura alăturată conţine o baterie cu t.e.m. E = 120 V şi rezistenţa internă r = 4 Ω şi patru rezistoare având rezistenţele electrice R1 = 6 Ω , R 2 = 2 Ω , R 3 = 4 Ω şi R 4 = 3 Ω . Neglijând rezistenţa electrică a firelor conductoare din circuit, determinaţi: a. rezistenţa electrică a rezistorului echivalent cu ansamblul rezistoarelor R1 , R 2 , R 3 ; b. intensitatea curentului electric din ramura ce conţine bateria; c. căderea de tensiune Uab pe rezistorul cu rezistenţa electrică R 2 ; d. valoarea pe care ar trebui să o aibă rezistenţa rezistorului R 4 (toate celelalte elemente de circuit rămânând neschimbate) pentru ca bateria să debiteze în circuitul exterior un curent electric cu intensitatea I 4 = 10 A . Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 083

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O sursă de tensiune continuă cu t.e.m. E = 100 V şi rezistenţa r = 5 Ω debitează pe un consumator de rezistenţă R = 75 Ω . Determinaţi: a. energia consumată de rezistorul R în timpul ∆t = 8 min ; b. valoarea unei rezistente R1 care trebuie conectată în circuit, în paralel cu consumatorul de rezistenţă R , pentru ca puterea electrică debitată de sursă în circuitul exterior să fie maximă; c. puterea consumată de circuitul exterior în condiţiile punctului b; d. puterea totală furnizată de sursă în condiţiile punctului b.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 84 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 084

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică unitatea de măsură a mărimii (R ⋅ I ) poate fi scrisă sub forma: a. J ⋅ A −1 ⋅ s −1 b. W ⋅ s −1 c. J ⋅ A −1 d. J −1 ⋅ A ⋅ s −1 (2p) 2. Măsurând experimental intensitatea curentului electric şi tensiunea electrică la bornele unei surse se trasează caracteristica liniară curent-tensiune a sursei. Se constată că dacă intensitatea curentului electric preluat de circuitul exterior este 200 mA , tensiunea electrică la bornele sursei este 4,25 V . O altă pereche de valori găsită pentru aceeaşi sursă este ( 3,85 V ; 600 mA ) . Dacă se scurtcircuitează bornele sursei printr-un conductor de rezistenţă electrică neglijabilă, intensitatea curentului electric prin sursă Ι sc este egală cu: b. 4,25 A c. 4,45 A d. 5,85 A (2p) a. 3,85 A

(

)

3. Un cablu electric din cupru ρ Cu = 1,7 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m are rezistenţa electrică a unităţii de lungime r0 = 17 Secţiunea transversală S a cablului are valoarea: a. 0,75 mm 2 b. 1 mm 2 c. 1,50 mm 2

d. 2 mm 2

Ω . km

(3p)

4. Două rezistoare, cu rezistenţele electrice R1 = 330 Ω şi respectiv R2 , se conectează în paralel la bornele unei surse de curent continuu. Intensitatea curentului electric prin sursă este I = 150 mA , iar intensitatea curentului electric prin rezistorul R2 este I 2 = 50 mA . Rezistenţa electrică a rezistorului R2 este: a. 330 Ω b. 440 Ω c. 550 Ω d. 660 Ω (5p) 5. Se consideră montajul electric din figura alăturată, în care sursa are rezistenţă internă neglijabilă. Prin închiderea întrerupătorului k , puterea electrică furnizată de sursă: a. creşte deoarece scade rezistenţa electrică a circuitului; b. scade deoarece scade rezistenţa electrică a circuitului; c. nu se modifică; d. devine nulă deoarece sursa nu are rezistenţă internă. (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 084

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În montajul electric din figura alăturată, sursa electrică are tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r necunoscute. Ampermetrul şi voltmetrul montate în circuit se consideră ideale ( R A ≅ 0; RV → ∞ ). Când comutatorul K este deschis, voltmetrul indică U = 4,62 V , iar când comutatorul K se închide, voltmetrul indică U ′ = 4,11 V şi ampermetrul indică Ι = 0,3 A . Determinaţi: a. tensiunea electromotoare E a sursei; b. rezistenţa internă r a sursei; c. rezistenţa R a conductorului ohmic; d. intensitatea curentului electric de scurtcircuit Ι sc ;

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 084 Rezolvaţi următoarea problemă: O sursă de tensiune cu tensiunea electromotoare E = 24 V şi rezistenţa internă r = 5 Ω alimentează un circuit electric conform schemei reprezentate în figura alăturată. Rezistoarele conectate în circuit au rezistenţele electrice: R1 = R4 = 47 Ω şi R2 = R3 = 23 Ω . a. Calculaţi intensitatea curentului electric prin circuitul principal. b. Determinaţi tensiunea electrică între punctele B şi D. c. Calculaţi energia electrică disipată în circuitul exterior, într-un interval de timp t = 10 min . d. Determinaţi valoarea rezistenţei electrice a unui singur rezistor care ar trebui conectat între punctele A şi C, în locul grupării date, pentru ca puterea electrică disipată în circuitul exterior să fie maximă, precum şi valoarea puterii electrice maxime.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 85 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 085

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură pentru tensiunea electrică, exprimată în funcţie de unităţi de măsură din S.I., este: b. J ⋅ A −1 ⋅ s −1 c. J −1 ⋅ A ⋅ s d. J ⋅ A ⋅ s (2p) a. J ⋅ A −1 ⋅ m 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică expresia intensităţii curentului ce străbate un rezistor având rezistenţa R care dezvoltă o putere P este: a. P / R b. PR c. PI d. PI 2 (3p) 3. Rezistivitatea electrică a unui conductor depinde de: a. lungimea conductorului; b. secţiunea conductorului; c. natura materialului din care este confecţionat conductorul; d. lungimea şi secţiunea conductorului. (5p) 4. O sursă de curent continuu debitează putere maximă pe un consumator. Randamentul circuitului este în acest caz: a. 100% b. 80% c. 75% d. 50% (3p) 5. Tensiunea aplicată între bornele a şi b ale montajului din figură este constantă. Când întrerupătorul K este deschis, indicaţia ampermetrului ideal (cu rezistenţă interioară nulă) este 1,6 A . Dacă se închide întrerupătorul K , ampermetrul ideal va indica: a. 1,2 A b. 1,4 A c. 1,6 A d. 1,8 A

(2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 085

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul din figura alăturată rezistoarele au rezistenţele R1 = 9 Ω şi R 2 = 10 Ω . Intensitatea curentului prin sursa de tensiune este I 1 = 1 A când comutatorul K este deschis şi I 2 = 2 A când comutatorul K este închis. Determinaţi: a. rezistenţa circuitului exterior când comutatorul K este deschis; b. variaţia tensiunii la bornele sursei la închiderea comutatorului K ; c. rezistenţa internă a sursei; d. tensiunea electromotoare a sursei.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 085

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unei surse de tensiune se conectează un consumator a cărui rezistenţă electrică poate fi modificată. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa de rezistenţa consumatorului a puterii debitate pe acesta. Folosind datele din grafic, determinaţi: a. rezistenţa internă a sursei şi valoarea puterii maxime debitate pe consumator; b. tensiunea electromotoare a sursei; c. intensitatea curentului electric prin sursă dacă bornele acesteia sunt unite prin intermediul unui conductor de rezistenţă electrică neglijabilă; d. valorile rezistenţei consumatorului corespunzătoare cărora puterea disipată de acesta ar fi egală cu jumătate din valoarea puterii maxime.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 86 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 086

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Dacă notaţiile sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice US exprimată prin raportul este: ρA d. Ω ⋅ m . (3p) a. V b. A c. Ω 2. Randamentul unui circuit electric simplu format dintr-o sursă cu tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r şi un rezistor cu rezistenţa R este: r E R−r R b. η = c. η = d. η = (2p) a. η = R+r R+r R+r R+r 3. Rezistenţa echivalentă a unei grupări paralel formate din n rezistoare identice de rezistenţă R fiecare este egală cu: R b. R c. d. nR (3p) a. (n − 1)R n 4. Dacă se scurtcircuitează bornele unei baterii având t.e.m. E = 24 V prin intermediul unui conductor de rezistenţă electrică neglijabilă, intensitatea curentului prin baterie este I sc = 80 A . Rezistenţa internă r a bateriei este: a. r = 0,3 Ω b. r = 0,03 Ω c. r = 0,6 Ω d. r = 0,06 Ω (5p) 5. Se consideră n surse identice cu t.e.m E şi rezistenţă internă r, grupate în serie la bornele unui rezistor cu rezistenţa electrică R, vor debita în circuit un curent electric a cărui intensitate I are expresia: nE nE E nE b. I = c. I = d. I = (2p) a. I = r nR + r R + nr nR + r R+ n

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 086

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul din figura alăturată se cunosc: E = 120 V , r = 1 Ω , R1 = 19 Ω , R 2 = 20 Ω şi intensitatea curentului electric ce trece prin rezistorul R1 , I1 = 5 A . Determinaţi: a. rezistenţa electrică a rezistorului X ; b. intensitatea curentului electric ce trece prin rezistorul X ; c. tensiunea la bornele rezistorului R 2 . d. Presupunând că intensitatea curentului ce trece prin rezistorul R1 devine I1' = 4 A în urma legării în serie a rezistorului X cu un rezistor Y şi admiţând că

X = 5 Ω , determinaţi cu cât creşte tensiunea la bornele rezistorului R 2 .

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 086

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Două becuri pe soclurile cărora scrie: 120 V, 40 W, respectiv 120 V, 60 W se conectează în paralel, iar în serie cu gruparea astfel formată se leagă un rezistor. La bornele circuitului se aplică o tensiune U=220 V. a. Determinaţi rezistenţele electrice ale celor două becuri în regim normal de funcţionare; b. Determinaţi valoarea rezistenţei electrice R a rezistorului astfel încât becurile să funcţioneze normal. c. Determinaţi indicaţia unui ampermetru ideal (R A ≅ 0) conectat în serie cu rezistorul R. d. Calculaţi energia consumată de cele două becuri într-un minut de funcţionare.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 87 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 087

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Rezistenţa electrică echivalentă a unei grupări paralel formate din două rezistoare are valoarea egală cu 500 Ω . Dacă rezistenţa unuia dintre cele două rezistoare este egală cu 750 Ω , rezistenţa electrică a celuilat este egală cu: b. 1000 Ω c. 1,5 kΩ d. 2,5 kΩ (3p) a. 900 Ω 2. Sensul convenţional al curentului electric într-un circuit simplu este: a. de la borna „–” la borna „+” în circuitul exterior b. de la borna „–” la borna „+” în circuitul interior c. de la borna „+” la borna „–” în circuitul interior d. acelaşi cu sensul deplasării electronilor în circuit (2p) 3. Tensiunea electromotoare a unui generator este numeric egală cu: a. lucrul mecanic necesar deplasării unităţii de sarcină electrică în întreg circuitul. b. lucrul mecanic necesar deplasării unităţii de sarcină electrică în circuitul interior. c. lucrul mecanic necesar deplasării unităţii de sarcină electrică în circuitul exterior. d. produsul dintre tensiunea la bornele circuitului şi căderea de tensiune internă (2p) 4. Două becuri de lanternă identice, având fiecare rezistenţa electrică R , se leagă în serie la bornele unei baterii cu t.e.m. E şi rezistenţa internă neglijabilă. Puterea disipată de al doilea bec este P . Se leagă un fir conductor de rezistenţă neglijabilă la bornele primului bec. Se neglijează modificarea rezistenţei becului cu temperatura şi admitem că becul nu se arde. Puterea electrică disipată de al doilea bec devine: b. P c. 2 ⋅ P d. 4 ⋅ P (5p) a. 0 5. Un fier de călcat cu rezistenţa electrică R = 40 Ω este conectat la o sursă cu t.e.m. E = 220 V şi rezistenţa internă r = 4Ω . Timpul după care energia electrică consumată prin utilizarea fierului de călcat devine egală cu 1 kWh este egal cu: a. 30 min b. 45 min c. 1 h d. 1,5 h (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 087

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele becului din circuitul reprezentat în figura alăturată sunt conectate două baterii. Bateriile au t.e.m. E1 = 6 V , E 2 = 4,5 V şi rezistenţele interne r1 = 1,5 Ω , r 2 = 0,75 Ω . Tensiunea asigurată de cele două baterii la bornele becului are valoarea U = 4,5 V . a. Determinaţi intensitatea curentului electric ce trece prin bec. b. Determinaţi rezistenţa electrică a becului. c. Considerând că filamentul becului are rezistenţa electrică R 0 = 3Ω la temperatura t 0 = 0 0 C , iar la temperatura t = 100 0 C rezistenţa devine R = 4,5 Ω , determinaţi coeficientul termic al rezistivităţii electrice a metalului din care este confecţionat filamentul becului. Se va neglija variaţia cu temperatura a lungimii şi secţiunii filamentului. d. Presupunând că se grupează în serie cele două baterii şi se conectează la bornele becului, determinaţi cu cât creşte tensiunea la bornele becului faţă de situaţia iniţială. Consideraţi că rezistenţa electrică a becului are valoarea R = 4,5 Ω . Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 087

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Becul din circuitul reprezentat în figura alăturată funcţionează la puterea sa nominală Pb = 40 W , rezistenţa electrică a becului fiind R b = 10 Ω . Puterea electrică debitată de sursa de t.e.m. E1 are valoarea P1 = 72 W . Cunoscând rezistenţele interne ale celor două surse, r1 = 2 Ω , r 2 = 3 Ω şi rezistenţele electrice R = 8 Ω şi R 2 = 45 Ω , determinaţi: a. t.e.m. a sursei E1 ; b. puterea electrică debitată de sursa E 2 ; c. tensiunea la bornele rezistorului R . d. valoarea pe care ar trebui să o aibă rezistenţa rezistorului R 2 pentru ca la deconectarea rezistorului R , montat între bornele A şi B, becul să funcţioneze la puterea sa nominală Pb = 40 W .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 88 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 088

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Se poate afirma că amperul este: a. intensitatea curentului care străbate un conductor de rezistenţă 0,5 Ω atunci când la borne i se aplică o tensiune de 2 V; b. o unitate de măsură fundamentală; c. numeric egal cu sarcina electrică a electronilor de conducţie ce străbat secţiunea transversală a unui conductor în timp de un minut; d. intensitatea curentului care, străbătând un conductor de rezistenţă 2 Ω, determină degajarea unei călduri de 4 J în timp de o secundă. (3p) 2. Puterea furnizată circuitului exterior de un generator este egală cu: a. produsul dintre tensiunea la bornele sursei şi intensitatea curentului ce străbate circuitul; b. produsul dintre tensiunea electromotoare a sursei şi intensitatea curentului ce străbate circuitul; c. produsul dintre tensiunea la bornele sursei, intensitatea curentului ce străbate circuitul şi timp; d. produsul dintre tensiunea electromotoare a sursei, intensitatea curentului ce străbate circuitul şi timp (2p) 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, pentru un circuit electric simplu în care generatorul electric are t.e.m E şi rezistenţa r, iar circuitul exterior rezistenţa R, NU este corectă relaţia: E E E E a. U = R b. u = E c. I= d. u = r (5p) r+R r +R r +R r+R 4. Intensitatea curentului electric printr-un conductor metalic variază în timp aşa cum se arată în figura alăturată. În intervalul de timp t ∈ (2 s ÷ 6 s), prin secţiunea transversală a conductorului trec electroni de conducţie care transportă o sarcină electrică egală cu: a. 2 mC b. 4 mC c. 6 mC d. 8mC

I (mA)

4 3 2 1

t (s) (3p) O 2 4 6 8 5. Se consideră 32 generatoare identice, fiecare având t.e.m. E şi rezistenţa internă r . Se formează 4 grupări serie de câte 8 generatoare fiecare. Cele patru grupări se leagă apoi în paralel. Generatorul echivalent cu gruparea mixtă astfel obţinută are t.e.m şi rezistenţa internă: a. 8 E; 2 r b. 4 E; 0,5 r c. 8 E; 0,5 r d. 4 E; 2 r (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 088

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În figura alăturată este reprezentată schema circuitului electric şi graficul dependenţei intensităţii curentului funcţie de tensiunea aplicată la borne pentru gruparea paralel a I(mA) rezistoarelor (1), respectiv pentru rezistorul de rezistenţă R2 (2). Sursa E, r 600 electrică, de rezistenţă internă r = 1 Ω , este parcursă de un curent (1) electric de intensitate I = 1,5 A. Determinaţi: 400 R1 a. valoarea rezistenţei R2 ; 200 (2) R2 b. valoarea rezistenţei R1; U(V) c. tensiunea electromotoare a sursei; O 6 12 18 d. tensiunea la bornele sursei electrice.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 088

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Rezistoarele din porţiunea de circuit redată în figura alăturată au aceeaşi rezistenţă R = 18 Ω. SRezistenţa internă a sursei este r = 5 Ω. În porţiunea BC se dezvoltă puterea electrică PBC = 36 W. Calculaţi: a. tensiunea electrică dintre punctele C şi D; A B C D b. tensiunea electromotoare a sursei; c. căldura degajată în porţiunea AD în timp de 1 min; d. rezistenţa R0 a unui alt rezistor care, conectat între punctele A şi D, în locul grupării consumă aceeaşi putere ca şi gruparea de rezistori.

E,r

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 89 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 089

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. În circuitul reprezentat în figura alăturată se cunosc R = 1,5 Ω , E = 3 V şi r = 0,5 Ω . Tensiunea U AB are valoarea: a. 4 V b. 3 V c. 2 V d. 1 V (2p) 2. În figura alăturată este redată dependenţa intensităţii curentului electric ce trece printr-un rezistor de tensiunea aplicată la capetele rezistorului. Valoarea rezistenţei electrice este egală cu: a. 10Ω b. 1 kΩ c. 10 kΩ d. 100kΩ (5p) 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, expresia dependenţei rezistenţei electrice de natura conductorului şi de dimensiunile sale este: S A AS a. R = ρ b. R = ρ c. R = ρSA d. R = (3p) A S ρ 4. Două surse de tensiune identice debitează aceeaşi putere pe un rezistor cu rezistenţa electrică R, fie că sunt montate în serie, fie în paralel. Între rezistenţa internă a unei surse şi rezistenţa rezistorului există relaţia: a. r = R b. r = 2R c. r = 4R d. r = 6R (3p) 5. Simbolurile unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, W ⋅ s este unitatea de măsură pentru: a. puterea electrică b. randamentul unui circuit c. energia electrică d. tensiunea electrică (2p) Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 089

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul din figură conţine o sursă de t.e.m. E = 40 V şi rezistenţă interioară r = 1Ω , două rezistoare cu rezistenţele electrice R1 = 6 Ω , respectiv R2 = 12 Ω , şi un fir metalic AB cu lungimea A = 0,8 m , având rezistenţa electrică R = 6 Ω . Pe firul AB se deplasează cursorul C, prin care se închide circuitul. Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a grupării rezistoarelor R1 şi R 2 ; b. rezistivitatea metalului din care este confecţionat firul metalic, dacă aria secţiunii transversale este S = 1 mm 2 ; c. distanţa x = AC , pe care trebuie deplasat cursorul, astfel încât tensiunea între punctele A şi C să fie U AC = 15 V . d. valoarea minimă a intensităţii curentului prin circuit. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 089

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un generator furnizează circuitului exterior aceeaşi putere electrică egală cu 36 W dacă la bornele sale se conectează un rezistor cu rezistenţa R1 = 4Ω , fie un rezistor cu rezistenţa R 2 = 9Ω . Determinaţi: a. tensiunea electromotoare a sursei; b. valoarea rezistenţei interne a sursei; c. raportul randamentelor

η1 , corespunzătoare transferului de putere în cele două cazuri; η2

d. valoarea puterii maxime pe care o poate furniza sursa unui circuit exterior cu rezistenţa aleasă convenabil.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 90 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 090

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, pentru un nod de reţea este valabilă relaţia: n

n

a.

∑I k =1

k

=0

b.

∑R I

k k

k =1

m

=

∑E i =1

i

c. I =

U R

d. E = I (R + r )

(2p)

2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, unitatea de măsură a mărimii fizice descrise de expresia U ⋅ I ⋅ t este : a. J s b. W c. N ⋅ m C d. J (3p) 3. Se consideră două surse identice având fiecare t.e.m. E = 1,2 V şi rezistenţa internă de r = 0,4 Ω sunt conectate ca în figura alăturată. Valoarea tensiunea U AB este: a. −1,2 V b. 0 c. 2 V d. 2,4 V (5p) 4. Tensiunea la bornele unui generator de t.e.m continuă depinde de intensitatea curentului din circuit conform figurii alăturate. Rezistenţa internă a generatorului are valoarea: a. 0,1 Ω b. 0,3 Ω c. 1,0 Ω d. 3,0 Ω (3p) 5. La bornele unui rezistor cu rezistenţa electrică R se conectează în paralel două surse identice având E şi rezistenţa internă r. În acest caz, intensitatea curentului electric prin rezistorul R are expresia: E E E 2E a. I = b. I = c. I = d. I = (2p) R + 0,5r R+r R + 2r R + 2r

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 090

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul electric a cărui diagramă este ilustrată în figura alăturată conţine o baterie cu t.e.m. E = 120 V şi rezistenţa internă r = 2 Ω şi patru rezistoare având rezistenţele electrice R1 = 6 Ω , R 2 = 2 Ω , R 3 = 4 Ω şi R 4 = 6 Ω . Neglijând rezistenţa electrică a firelor conductoare din circuit, determinaţi: a. rezistenţa electrică a rezistorului echivalent cu ansamblul rezistoarelor R1 , R 2 , R 3 şi R 4 ; b. intensitatea curentului electric din ramura ce conţine bateria; c. căderea de tensiune Uab pe rezistorul cu rezistenţa electrică R 2 ; d. valoarea pe care ar trebui să o aibă rezistenţa rezistorului R 4 (toate celelalte elemente de circuit rămânând neschimbate) pentru ca tensiunea electrică la bornele bateriei să fie U = 40 V . Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 090

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie are t.e.m. E = 32 V şi alimentează un consumator cu rezistenţa electrică R . Tensiunea la bornele bateriei este U b = 30 V iar energia consumată de rezistor în t = 10 min este de 3,6 kJ . Determinaţi: a. timpul în care trece prin circuit sarcina electrică Q = 720 C ; b. rezistenţa internă a bateriei; c. lungimea firului din care este confecţionat rezistorul, dacă secţiunea lui este S = 0,17 mm 2 şi rezistivitatea

electrică a materialului din care este confecţionat este ρ = 1,7 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m ; d. realizaţi schema electrică a circuitului.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 91 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 091

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii U2 este: fizice exprimate prin raportul R a. V/Ω b. V ⋅ A c. J/Ω d. W / Ω (2p) 2. Rezistenţa electrică a unui conductor liniar de lungime A cu secţiune circulară de diametru d , realizat dintr-un material cu rezistivitatea ρ , este dată de relaţia:

ρ ⋅A ρ ⋅A 2ρ ⋅ A 4ρ ⋅ A b. c. d. (5p) πd πd 2 πd 2 πd 2 3. La funcţionarea în gol a unei surse (circuit deschis), tensiunea la borne este de 10 V , iar la funcţionarea în scurtcircuit, curentul are valoarea de 40 A . Rezistenţa internă a sursei are valoarea de: a. 0,25 Ω b. 0,5 Ω c. 0,75 Ω d. 1 Ω (3p) 4. Dependenţa de timp a intensităţii unui curent electric continuu printr-un conductor este dată de legea I = 2 + 0,5t (mA ) , unde t este exprimat în s. Sarcina care trece prin conductor în intervalul de timp de la t 1 = 4 s la t 2 = 8 s are valoarea: a.16 mC b. 20 mC c. 24 mC d. 32 mC (2p) 5. Rezistenţa echivalentă a trei consumatori identici legaţi în serie este R = 18 Ω . Rezistenţa echivalentă a celor trei consumatori legaţi în paralel are valoarea: a. 0,5 Ω b. 1Ω c. 2 Ω d. 3 Ω (3p) a.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 091

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul electric a cărui schemă este ilustrată în figura alăturată se cunosc: t.e.m. a sursei E = 3 V , rezistenţa internă r = 1 Ω şi rezistenţa electrică a rezistorului R = 4 Ω . Se neglijează rezistenţa conductoarelor de legătură. Determinaţi: a. intensitatea curentului electric I prin rezistorul R ; b. tensiunea electrică pe care o va indica un voltmetru având rezistenţa internă R conectat la bornele rezistorului de rezistenţă R ; c. intensitatea curentului electric prin sursă, în situaţia în care la bornele sursei se leagă în serie două rezistoare identice de rezistenţă R ; d. intensitatea curentului electric prin sursă dacă punctele A şi B se unesc printr-un fir conductor de rezistenţă electrică neglijabilă.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 091

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O sursă formată din n = 10 elemente grupate în serie, fiecare având t.e.m. E = 2 V şi rezistenţă internă r = 25 mΩ , alimentează un consumator cu rezistenţa R , pierderile în interiorul sursei fiind de f = 2 % din energia totală produsă de sursă (se neglijează rezistenţa firelor de legătură). Determinaţi: a. rezistenţa consumatorului; b. intensitatea curentului electric prin circuit; c. puterea disipată pe circuitul exterior, de rezistenţă R = 12,25 Ω ; d. energia disipată pe o rezistenţă exterioară R = 12,25 Ω în timpul de t = 2 min 49s , dacă rezistenţa totală a firelor de legătură este R fire = 0,5 Ω .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 92 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 092

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Tensiunea electromotoare a unui generator de curent continuu este numeric egală cu lucrul mecanic consumat pentru deplasarea unităţii de sarcină pozitivă: a. în întreg circuitul închis b. între bornele generatorului, în circuitul exterior generatorului c. între bornele generatorului, în circuitul interior generatorului d. între oricare două puncte ale circuitului exterior (2p) 2. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manuale, unitatea de măsură în S.I. pentru rezistenţa electrică a unui rezistor poate fi exprimată în forma: a. J −1 ⋅ s ⋅ A 2 b. J 2 ⋅ A ⋅ s −1 c. V 2 ⋅ s ⋅ J −1 d. V ⋅ s ⋅ A (3p) 3. Intensitatea curentului electric printr-o sursă de tensiune cu rezistenţă internă neglijabilă este I1 când la bornele sursei este conectat un rezistor de rezistenţă electrică R1 şi I 2 când la bornele sursei este conectat un rezistor de rezistenţă electrică R2 . Dacă cei doi rezistori R1 şi R2 sunt legaţi în paralel şi conectaţi la bornele sursei, intensitatea curentului prin sursă este: II I b. 1 c. I1 − I 2 d. 1 2 (2p) a. I1 + I 2 I2 I1 + I 2 4. Dacă se conectează pe rând la bornele unui generator un ampermetru ideal (cu rezistenţă interioară nulă) şi un voltmetru ideal (cu rezistenţă interioară infinită) acestea indică I = 20 A şi respectiv U = 10 V . Puterea maximă pe care o poate furniza generatorul circuitului exterior este: b. 75 W c. 50 W d. 25 W (3p) a. 100 W 5. Se realizează un montaj format din doi rezistori conectaţi în serie şi apoi un montaj din aceeaşi doi rezistori conectaţi în paralel. Caracteristicile curent-tensiune pentru montajul serie (S ) şi pentru montajul paralel (P ) sunt reprezentate în figura alăturată. Rezistenţele electrice ale celor doi rezistori au valorile: ; a. 30 Ω şi 20 Ω b. 35 Ω şi 15 Ω ; c. 40 Ω şi 10 Ω ; (5p) d. 45 Ω şi 5 Ω . Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 092

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul electric a cărui schemă este ilustrată în figura alăturată conţine o baterie cu t.e.m. E = 120 V şi rezistenţa internă r = 3 Ω şi patru rezistoare având rezistenţele electrice R1 = 5 Ω , R 2 = 2 Ω , R 3 = 4 Ω şi R 4 = 1Ω . Neglijând rezistenţa electrică a firelor conductoare din circuit, determinaţi: a. rezistenţa electrică a rezistorului echivalent cu ansamblul rezistoarelor R1 , R 2 , R 3 , R 4 ; b. intensitatea curentului electric din ramura ce conţine bateria; c. căderea de tensiune Uab pe rezistorul cu rezistenţa electrică R 2 ; d. valoarea pe care ar trebui să o aibă rezistenţa rezistorului R 4 (toate celelalte elemente de circuit rămânând neschimbate) pentru ca tensiunea electrică dintre punctele b şi c ale circuitului să fie nulă. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 092

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un rezistor admite o tensiune maximă la bornele lui U 1 = 10 V şi corespunzător un curent de intensitate maximă I1 = 2 A . Un alt rezistor admite o tensiune maximă la bornele lui U 2 = 6 V şi corespunzător un curent de intensitate maximă I 2 = 3 A . Considerând că rezistenţele celor doi rezistori nu se modifică cu temperatura, determinaţi: a. rezistenţele electrice ale celor doi rezistori; b. puterile maxime care pot fi consumate de fiecare dintre cei doi rezistori; c. puterea maximă care poate fi consumată de un montaj format din cei doi rezistori conectaţi în serie; d. puterea maximă care poate fi consumată de un montaj format din cei doi rezistori conectaţi în paralel.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 93 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 093

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manuale, unitatea de măsură în S.I. a rezistivităţii electrice poate fi scrisă sub forma: a. J ⋅ m ⋅ A −2 ⋅ s −1 b. J ⋅ m 2 ⋅ A −1 ⋅ s c. J ⋅ m ⋅ A ⋅ s d. J ⋅ m −2 ⋅ A −2 ⋅ s 2 (2p) 2. Montajul electric din figura alăturată conţine conductorii ohmici cu rezistenţele electrice R1 = 10 Ω , R2 = 6 Ω , R 3 = 4 Ω , R4 = 7,6 Ω . Tensiunea aplicată între punctele A şi B are valoarea U AB = 10 V . Intensitatea curentului electric din circuitul principal este egală cu: a. 0,5 A b. 1A c. 1,5 A d. 2 A (5p) 3. Un circuit electric simplu format dintr-o sursă cu tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r alimentează un consumator cu rezistenţa electrică R . Căderea de tensiune pe rezistenţa internă a sursei este: a. E ⋅ r / (R + r ) b. E ⋅ R / (R + r ) c. E / (R + r ) d. E ⋅ r / R (3p) 4. Un receptor cu o rezistenţă electrică R = 50 Ω trebuie alimentat de la o reţea, situată la o distanţă L = 45 m de receptor. Tensiunea reţelei este U = 220 V , iar căderea de tensiune pe linie este de 3% din

(

)

tensiunea de alimentare. Aria secţiunii transversale a firului de cupru ρCu = 1,7 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m utilizat este de aproximativ: a. 0,56 mm 2 b. 0,99 mm 2 c. 49,47 mm 2 d. 50 mm 2 (2p) 5. La o reţea cu tensiunea U = 220 V se conectează un aparat de sudură. Pentru ca acesta să funcţioneze în condiţii nominale: U n = 110 V , Pn = 450 W în serie cu aparatul de sudură se introduce o rezistenţă. Puterea totală absorbită de la reţea de circuitul astfel realizat este: a. 450 W b. 600 W c. 900 W d. 1000 W (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 093

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Se conectează în serie, între două borne 1 şi 2 , o baterie cu t.e.m. E = 1,5 V şi rezistenţa internă r = 1Ω , un rezistor cu rezistenţa electrică R şi un ampermetru de rezistenţă R A = 250 Ω (vezi figura). Ampermetrul are scala de N = 100 diviziuni . Dacă se unesc bornele 1 şi 2 printr-un fir conductor de rezistenţă electrică neglijabilă se constată că indicaţia ampermetrului este Ι M = 1 mA şi corespunde valorii maxime a scalei. Dacă se conectează între bornele 1 şi 2 un conductor ohmic de rezistenţă electrică R x ampermetrul indică un curent electric de intensitate Ι . Determinaţi: a. rezistenţa electrică R ; b. timpul în care trec prin circuit electroni de conducţie cu sarcina electrică totală Q = 7,2 C , atunci când acul ampermetrului indică N = 100 diviziuni ; c. raportul (Ι / Ι M ) în funcţie de rezistenţa R X ; d. valoarea rezistenţei electrice R X , dacă indicaţia ampermetrului este Proba E,F: Probă scrisă la Fizică C.1 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu N1 = 75 diviziuni ;

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 093

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Montajul electric din figura alăturată conţine rezistorul cu rezistenţa electrică R , ampermetrul de rezistenţă R A = 1 Ω , rezistorii R1 = 2,5 Ω , R2 = 7,5 Ω , R3 = 3 Ω . Sursele electrice sunt ideale (rezistenţele interne ale surselor sunt neglijabile) având t.e.m. E1 = 2 V şi t.e.m. E 2 necunoscută. Când comutatorul K este deschis, ampermetrul indică valoarea Ι = 1 A . În acest caz, energia ce se dezvoltă în rezistorul R în timpul t = 10 min este W = 1,5 W ⋅ h . a. Calculaţi rezistenţa electrică a rezistorului R . b. Calculaţi tensiunea electromotoare E 2 a sursei 2 . c. Determinaţi intensitatea curentului electric indicată de ampermetru când comutatorul K este închis. d. Calculaţi puterea electrică dezvoltată în rezistorul R3 când comutatorul K este închis.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 94 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 094

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1.La trecerea unui curent electric intens printr-un rezistor, acesta se încălzeşte. Rezistivitatea electrică a materialului conductorului depinde de temperatură conform legii: a. ρ = const

b. ρ = ρ 0αt

c. ρ = ρ 0 (1 + αt )

d. ρ =

ρ

0 (3p) 1 + αt 2. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manuale, unitatea de măsură a mărimii U2 poate fi scrisă în forma: fizice exprimate prin raportul R N⋅m V c. d. V ⋅ A (2p) a. J b. C A 3. Un cablu metalic de lungime A = 200 m are o rezistenţă electrică de 0,5 Ω . Cunoscând că materialul

folosit pentru confecţionarea cablului are o rezistivitate electrică egală cu 4 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m , secţiunea cablului are valoarea: a. 4 mm 2 b. 16 mm 2 c. 20 mm 2 d. 32 mm 2 (5p) 4. La bornele unei surse de tensiune ideale (r = 0) sunt legaţi în paralel doi rezistori identici, prin fiecare trecând un curent electric de intensitate 1,2 A . Se mai leagă în paralel cu ei încă un rezistor identic. Curenţii care vor trece prin cei trei rezistori vor avea, fiecare, intensitatea egală cu: a. 0,8 A b. 0,9 A c. 1,2 A d. 1,8 A (3p) 5. Puterea totală a unei surse de curent continuu variază în funcţie de intensitatea curentului din circuit. Această variaţie este ilustrată în figura alăturată. T.e.m. a sursei are valoarea: a.10 V b. 3 V c. 2 V d.1,5 V

(2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 094

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul a cărei schemă este redată în figura alăturată se presupun cunoscute următoarele mărimi fizice E1 , E 2 , r1 , r 2 , R1 , R 2 . Între bornele A şi B se conectează un voltmetru ideal (RV → ∞ ) , iar în serie cu sursele se conectează un ampermetru real având rezistenţa R A . Determinaţi: a. tensiunea electromotoare echivalentă a grupării de generatoare; b. indicaţia ampermetrului; c. indicaţia voltmetrului; d. indicaţia voltmetrului atunci când este montat în serie cu rezistorul de rezistenţa R1 ;

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 094

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Două surse de tensiune continuă conectate în paralel alimentează un rezistor cu rezistenţa electrică R = 2 Ω . Se cunosc: tensiunile electromotoare ale celor două surse E1 = 10 V respectiv E 2 = 5 V şi rezistenţele lor interne r1 = 0,5Ω şi r 2 = 1Ω . a. Desenaţi schema electrică a circuitului. b. Determinaţi intensităţile curenţilor care străbat cele două surse. c. Calculaţi puterea electrică debitată de sursa cu tensiunea electromotoare E1 = 10 V . d. Calculaţi energia electrică consumată de rezistorul R în timp de un minut.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 95 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 095

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, relaţia de calcul a rezistenţei electrice a unui fir cilindric conductor este: A I b. R = R o (1 + αt ) c. R = d. R = UI (2p) a. R = ρ S U 2. Atunci când bornele unui acumulator cu t.e.m. de 12 V sunt scurtcircuitate prin intermediul unui conductor cu rezistenţa neglijabilă, intensitatea curentului electric este I sc = 40 A . Rezistenţa internă a acumulatorului este: a. 0,3 Ω b. 0,15 Ω c. 0,9 Ω d. 75 mΩ (3p) 3. Cinci generatoare identice având fiecare o tensiune electromotoare de 3 V şi o rezistenţă internă de 10Ω sunt legate în paralel. Curentul electric pe care gruparea îl debitează pe o rezistenţă R = 10Ω are valoarea: a. 0,50 A b. 0,30 A c. 0,25 A d. 0,15 A (5p) 4. Se consideră un circuit simplu alcătuit dintr-un generator electric având t.e.m. de 12 V, rezistenţa internă 2 Ω şi un bec cu rezistenţa R. Cunoscând că randamentul de transfer al energiei de la sursă la bec este de 80%, rezistenţa becului în regim de funcţionare are valoarea: a. 8 Ω b. 6 Ω c. 4Ω d. 2 Ω (3p) 5. Rezistivitatea electrică a unei substanţe oarecare: a. creşte întotdeauna cu temperatura; b. este independentă de temperatură; c. se măsoară în Ω m ; d. depinde de natura substanţei. (2p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 095

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată este alcătuit din două generatoare cu tensiunile electromotoare E1 = 8 V , respectiv E 2 = 2 V şi rezistenţele interne r1 = r 2 = 1Ω , trei rezistori cu rezistenţele R1 = 1Ω , R 2 = 3 Ω , R 3 = 6 Ω şi un ampermetru ideal (R A → 0 ) . Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior; b.indicaţia ampermetrului; c. tensiunea electrică dintre punctele C şi D; d. indicaţia ampermetrului dacă acesta se montează între punctele A şi B;

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 095

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Două rezistoare cu rezistenţele R1 şi R 2 sunt legate în paralel şi alimentate de la o sursă de curent continuu sub tensiunea U = 110 V . Cantitatea de căldură dezvoltată în cele două rezistoare, în timpul t = 100 s , este Q = 55 kJ . Ştiind că o fracţiune f = 1 5 din această căldură se degajă în rezistorul R1 , iar restul în R 2 , determinaţi: a. intensitatea curentului din ramura principală; b. rezistenţa echivalentă a grupării celor două rezistoare; c. intensitatea curentului prin fiecare rezistor; d. valorile rezistenţelor R1 şi R 2 .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 96 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 096

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Intensitatea curentului electric printr-un conductor este egală cu: a. lucrul mecanic efectuat pentru deplasarea unităţii de sarcină electrică prin conductor b. sarcina electrică transportată de electroni prin conductor c. raportul dintre tensiunea la bornele conductorului şi rezistenţa internă a sursei din circuitul electric în care este conectat conductorul d. sarcina electrică transportată într-o secundă de purtătorii de sarcină care trec printr-o secţiune transversală a conductorului (2p) 2. În figura alăturată este redată dependenţa tensiunii la bornele rezistorului R1 şi respectiv a tensiunii la bornele rezistorului R 2 de intensitatea curentului electric ce trece prin fiecare dintre aceste rezistoare. Rezistenţa electrică a grupării paralel a celor două rezistoare este egală cu: (3p) a. 1Ω b. 2 Ω c. 3 Ω d. 6 Ω 3. Un conductor din manganină cu secţiunea S = 4 mm 2 şi rezistenţa electrică R = 2,4 Ω este înfăşurat pe un cilindru din ceramică. Numărul de spire este N = 500 , iar lungimea unei spire este L = 4 cm . Rezistivitatea electrică a manganinei este egală cu: a. 4,8 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m b. 3,6 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m c. 3,2 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m d. 2,7 ⋅ 10 −7 Ω ⋅ m (3p) 4. Randamentul de transfer al energiei de la sursă în circuitul exterior este egal cu: a. raportul dintre t.e.m. a generatorului şi tensiunea la bornele circuitului exterior; b. raportul dintre rezistenţa internă a generatorului şi rezistenţa circuitului exterior; c. raportul dintre energia disipată în circuitul interior sursei şi energia disipată în circuitul exterior; d. raportul dintre puterea consumată de circuitul exterior şi puterea furnizată de generator. (2p) 5. Un bec conectat la o sursă electrică prin intermediul a două fire conductoare consumă o putere P1 = 60 W . Puterea disipată de conductoarele de legătură este P2 = 3 W , iar puterea consumată de circuitul interior al sursei este P3 = 2 W . Dacă intensitatea curentului din circuit are valoarea I = 1,3 A , t.e.m. a sursei este egală cu: a. 65 V b. 60 V c. 50 V d. 32,5 V (5p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 096

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: În montajul din figura alăturată intensitatea curentului electric debitat de generatorul 5 cu t.e.m. E şi rezistenţa internă r are valoarea I 1 = 1,66 A ( ≅   A ) când 3 întrerupătorul K este deschis şi I 2 = 2 A când întrerupătorul K este închis. Rezistenţele electrice ale rezistoarelor din circuit au valorile R1 = 5 Ω , R 2 = 10 Ω şi R 3 = 15 Ω . Determinaţi: a. rezistenţele circuitului exterior în situaţiile în care întrerupătorul K este deschis ( R e1 ) şi respectiv închis ( R e 2 ); b. tensiunea electromotoare a generatorului şi rezistenţa sa internă, dacă R e1 = 7,5 Ω şi R e 2 = 6 Ω ; c. variaţia intensităţii curentului electric prin rezistorul R 3 ca urmare a închiderii întrerupătorului; d. tensiunea la bornele rezistorului R1 când întrerupătorul este închis; comentaţi rezultatul obţinut. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 096

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Două fire conductoare de lungimi diferite, confecţionate din acelaşi material, având aceeaşi secţiune, sunt conectate pe rând la bornele unei baterii. Tensiunile la bornele firelor au valorile U 1 = 4,5 V , respectiv U 2 = 3 V . Puterea electrică disipată în circuitul exterior are aceeaşi valoare în ambele situaţii. a. Determinaţi valoarea raportului dintre lungimile celor două fire conductoare; b. Determinaţi valoarea raportului dintre intensităţile curenţilor electrici care trec prin cele două fire; c. Calculaţi rezistenţa internă a bateriei presupunând că rezistenţa electrică a primului fir este R1 = 2,25Ω ; d. Presupunând că se conectează la bornele bateriei primul fir, calculaţi energia consumată de acesta în intervalul de timp ∆t = 1min Rezistenţa electrică a firului este egală cu R1 = 2,25Ω .

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

Varianta 97 - curent

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 097

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. În figura alăturată sunt reprezentate grafic caracteristicile curent-tensiune pentru trei rezistoare diferite. Între valorile rezistenţelor electrice există relaţia: a. R1 < R 2 < R 3 b. R 2 < R1 < R 3 c. R 3 < R 2 < R1 (3p) d. R1 < R 3 < R 2 2. Dacă bornele unei surse cu t.e.m. E = 12 V sunt scurtcircuitate prin intermediul unui conductor de rezistenţă electrică neglijabilă, intensitatea curentului prin sursă are valoarea I sc = 40 A . Valoarea rezistenţei electrice R, conectată la aceeaşi sursă de tensiune, pentru care intensitatea curentului electric prin circuitul exterior devine I = 1 A , este: a. R = 0,3 Ω b. R = 11,7 Ω c. R = 23,4 Ω d. R = 35,1Ω (5p) 3. Un fir conductor are rezistenţa electrică R la temperatura t, respectiv R 0 la temperatura de 0°C . Dacă se neglijează modificarea dimensiunilor firului cu temperatura, coeficientul de temperatură al rezistivităţii materialului conductorului poate fi exprimat prin relaţia: R − R0 1 R ⋅t R 1 a. α = b. α = ⋅ c. α = R 0 (1 + t ) d. α = ⋅ (2p) R − R0 R0 t R0 t 4. Ştiind că simbolurile unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manuale, unitatea de măsură în S.I. a puterii electrice poate fi exprimată sub forma: a. V ⋅ A b. J ⋅ s c. Ω ⋅ A d. Ω ⋅ V (2p) 5. Un conductor omogen în formă de cerc este conectat la bornele unei surse prin punctele A şi B , aşa cum se vede în figura alăturată, astfel că unghiul AOB este 90 0 . Raportul căldurilor degajate în cele două arce ACB şi ADB în acelaşi timp este: a. Q ACB Q ADB = 4 b. Q ACB Q ADB = 3 c. Q ACB Q ADB = 1 3 d. Q ACB Q ADB = 1 4 (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 097

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Dintr-un fir de cupru ρ = 1,7 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m de secţiune S = 0,17 mm 2 se realizează un cerc de raza r 0 = 0,314 m care se conectează la bornele unui generator ca în figura

(

)

A 1 alăturată  ACB =  . Cunoscându-se tensiunea electromotoare a generatorului 2  A ADB

(

)

E = 10 V şi rezistenţa internă r = 1Ω π 2 ≅ 10 , se cere: a. desenaţi circuitul echivalent folosind simbolul cunoscut pentru rezistori; b. calculaţi valoarea rezistenţei echivalente a circuitului exterior; c. determinaţi valoarea intensităţii curentului prin generator dacă între punctele A şi B se leagă un fir fără rezistenţă; d. determinaţi poziţia punctelor A şi B astfel încât rezistenţa circuitului exterior să fie minimă. Justificare. Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 097 Rezolvaţi următoarea problemă: În circuitul a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată se cunosc: E = 12 V , R1 = 4Ω , U 1 = 8 V şi U AB = 10 V . Determinaţi: a. intensitatea curentului electric prin circuit; b. puterea electrică totală furnizată de sursă; c. rezistenţa internă r a sursei; d. energia consumată de rezistorul R 2 într-un interval de timp de 10 minute.

(15 puncte)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 98 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 098

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Ţinând cont că notaţiile sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de masură în S.I. a mărimii P fizice care are expresia ∆t este: R a. A b. V c. J d. C (2p) 2. Schema unei porţiuni dintr-o reţea electrică este redată în figura alăturată. Valorile 1 unora dintre intensităţile curenţilor din circuit sunt: I1 = 1 A, I 2 = 2 A şi I12 = 4 A . I1 I12 Intensitatea unuia dintre ceilalţi curenţi este: I 31 a. I 31 = 1 A 3 I3 I b. I 3 = 3 A 23 c. I 23 = 6 A I2 d. I 3 = -1 A (3p) 2

3. Privitor la legea a II-a a lui Kirchhoff se poate afirma: a. este o consecinţă a legii conservării energiei într-un circuit electric b. pentru o reţea dată, furnizează un număr de relaţii independente egal cu numărul ochiurilor din acea reţea c. nu se poate aplica decât ochiurilor de reţea fundamentale d. este o consecinţă a legii conservării sarcinii electrice (2p) 4. Un circuit electric simplu conţine un generator cu t.e.m E şi rezistenţa r, parcurs de un curent electric de intensitate I. Tensiunea la bornele sursei fiind U , iar căderea interioară de P (W) tensiune u , rezistenţa circuitului exterior se poate calcula conform relaţiei: 4.5 E E -u E E -U (5p) a. R = + r b. R = -r c. R = - r d. R = -r I I I I 5. În figura alăturată este reprezentată dependenţa de intensitate a puterii 2 electrice disipate de un rezistor. Rezistenţa rezistorului este egală cu: (3p) a. 2 Ω b. 1 Ω c. 0,5 Ω d. 0,25 Ω 0,5 I (A) O 1 2 3 Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 098

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un generator electric având parametrii E = 80 V şi r = 8 Ω este conectat la un circuit ca în figura alăturată. Conductorul AB, omogen şi de secţiune constantă, este confecţionat din aluminiu şi are rezistenţa electrică R1 = 32 Ω. Coeficientul termic al rezistivităţii aluminiului este α = 0,004 grd-1. Contactul C împarte conductorul AB în raportul AC / CB = 1 / 3. Determinaţi: a. intensitatea curentului electric; b. tensiunea electrică între punctele P şi N; c. căderea de tensiune internă pe sursa electrică atunci când între punctele P şi N se conectează un rezistor de rezistenţă R 2 = 8 Ω; d. rezistenţa conductorului la temperatura θ = 100 D C, considerând că valoarea R1 este măsurată la temperatura θ 0 = 0 D C.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 098

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: La bornele unei baterii formate din n = 20 surse electrice legate în serie, fiecare având t.e.m. E i = 6 V şi rezistenţa internă ri = 0,5 Ω, se conectează un rezistor. Puterea disipată în rezistor este P = 360 W. Determinaţi: a. t.e.m. şi rezistenţa internă a sursei echivalente cu bateria dată; b. rezistenţa rezistorului; c. randamentul circuitului electric; d. valoarea puterii totale furnizate de baterie dacă în paralel cu rezistorul existent în circuit se conectează unul identic.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 99 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 099

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Numărul de ecuaţii independente care se pot obţine într-o reţea electrică cu n noduri, prin aplicarea legii I a lui Kirchhoff, este: b. n − 1 c. n d. n + 1 (2p) a. n − 2 U2 ⋅ t este: 2. Notaţiile fiind cele din manuale, unitatea de măsură în S.I. pentru mărimea fizică R a. J b. W c. kW d. kWh (3p) 3. În montajul din figura alăturată se cunosc intensităţile curenţilor: I = 0,8 mA , I 2 = 0,3 mA şi rezistenţele electrice R2 = 20 Ω , R3 = 15 Ω . Rezistorul R1 din acest montaj are rezistenţa electrică de: a. 30 Ω b. 40 Ω c. 50 Ω (2p) d. 60 Ω 4. Un voltmetru cu rezistenţa internă RV suportă o tensiune electrică maximă mai mică decât tensiunea de măsurat. Pentru ca aparatul să nu se ardă, valoarea tensiunii electrice la bornele sale trebuie micşorată de n ori. În acest scop, trebuie să conectăm: a. în paralel cu aparatul un rezistor cu rezistenţa RV (n − 1) ; b. în serie cu aparatul un rezistor cu rezistenţa RV (n − 1) ; c. în paralel cu aparatul un rezistor cu rezistenţa RV ⋅ (n − 1) ; (3p) d. în serie cu aparatul un rezistor cu rezistenţa RV ⋅ (n − 1) . 5. Dependenţa puterii P luată de circuitul exterior de la o sursă de tensiune continuă în funcţie de intensitatea curentului I debitat de sursă este reprezentată în graficul alăturat. Rezistenţa interioară a sursei este: b. 0,75 Ω c. 1Ω d. 1,25 Ω (5p) a. 0,5 Ω

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 099

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: O baterie electrică este formată din n = 6 elemente identice grupate în serie. Dacă se scurtcircuitează bornele bateriei, intensitatea curentului debitat de aceasta este I sc = 21 A . Conectând la bornele bateriei un fir metalic de lungime A = 16 m , secţiune S = 1 mm 2 şi rezistenţă electrică R = 6,4 Ω , bateria debitează un curent electric de intensitate I = 1,8 A . Determinaţi: a. tensiunea la bornele bateriei, când la bornele ei este conectat firul metalic de rezistenţă R; b. rezistivitatea metalului din care este alcătuit firul; c. rezistenţa interioară a unui singur element al bateriei ; d. tensiunea electromotoare a bateriei.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 099

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Două becuri B1 şi B 2 au fost construite pentru a funcţiona normal la o tensiune U = 100 V , iar un al treilea bec B3 pentru a funcţiona normal la o tensiune U ′ = 200 V . Puterile becurilor la tensiunile la care funcţionează normal sunt respectiv P1 = 60 W , P2 = 100 W şi P3 = 200 W . Dacă se utilizează un rezistor auxiliar de rezistenţă R , conectat aşa cum se vede în figura alăturată, se asigură funcţionarea normală a celor trei becuri la reţeaua cu tensiunea U 0 = U ′ = 200 V . Neglijând rezistenţele firelor de legătură, determinaţi: a. rezistenţa electrică a becului B3 ; b. intensităţile curenţilor care străbat becurile B1 şi B 2 ; c. puterea consumată de rezistorul R ; d. intensitatea curentului luat de la reţea de montajul astfel realizat.

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

EXAMENUL DE BACALAUREAT - 2009 Proba scrisă la Fizică

Varianta 100 - curent

Proba E: Specializarea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii Proba F: Filiera tehnologică - toate profilele, filiera vocaţională - toate profilele şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6 ⋅ 10 −19 C

SUBIECTUL I – Varianta 100

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect. 1. Simbolurile unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. pentru rezistenţa electrică poate fi exprimată sub forma: J⋅m J b. c. Ω ⋅ m −1 d. V ⋅ A (2p) a. C C⋅A 2. Un consumator cu rezistenţa electrică R , conectat la bornele unei surse de tensiune cu rezistenţa internă r şi tensiune electromotoare E , va prelua o putere electrică maximă dacă este îndeplinită condiţia: R b. r = 4R c. r = R d. r = (2p) a. R = r 4 3. O lanternă are un bec pe care sunt inscripţionate valorile 3,5 V şi 100 mA . Dacă aceasta ar funcţiona la parametrii nominali timp de o oră, valoarea energiei consumate ar fi: b. 126J c. 35kW ⋅ h d. 3,5 ⋅ 10 −4 kW ⋅ h (5p) a. 1260 kJ 4. Randamentul unui circuit format dintr-o baterie, cu t.e.m. E şi rezistenţă internă r, şi un rezistor cu rezistenţa R, este egal cu: R E R E a. η = b. η = c. η = , d. η = (3p) r R+r R+r r 5. La bornele unui rezistor cu rezistenţa electrică R = 5 Ω se aplică o tensiune electrică U = 10 V . Intensitatea curentului electric prin rezistor are valoarea: a. 0,5 A b.2 A c. 20 A d.50 A (3p)

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL II – Varianta 100

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul din figură, în care R1 = 4 Ω , R 2 = 2 Ω şi R 3 = 6 Ω , este alimentat la o baterie cu valoarea t.e.m. E = 24 V şi rezistenţa internă neglijabilă. Neglijând rezistenţa conductoarelor de legătură, determinaţi: a. rezistenţa electrică echivalentă a circuitului; b. intensitatea curentului prin sursă; c. tensiunea electrică la bornele rezistorului R 2 ; d. noua valoare a intensităţii curentului electric prin sursă dacă bornele a şi b se leagă prin intermediul unui conductor de rezistenţă electrică neglijabilă.

Proba E,F: Probă scrisă la Fizică

C.1

C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar

C. SUBIECTUL III – Varianta 100

(15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Un generator debitează în exterior aceeaşi putere dacă i se conectează la borne, pe rând, un rezistor de rezistenţă electrică R1 , sau un rezistor de rezistenţă electrică R 2 . Dacă R1 = 0,01Ω , R 2 = 100 Ω , iar valoarea puterii electrice consumate de fiecare rezistor este P = 4 W , determinaţi: a. valoarea rezistenţei interne a sursei; b. randamentul sursei, dacă, în locul rezistorilor R1, şi R 2, la borne este cuplat un alt rezistor, cu rezistenţa electrică R 3 = 2Ω ; c. energia electrică disipată pe rezistorul R 3 , în condiţiile punctului b., în intervalul de timp de o oră. d. valoarea maximă a puterii pe care sursa o poate debita în circuitul exterior, dacă rezistenţa acestuia are o valoare convenabil aleasă.